自然保护区生物多样性信息管控平台 AI物种识别 数据统计分析

  生物多样性是人类生存和社会发展的基础，是生态文明建设和永续发展的保障；对生物多样性的监测与研究是生态学研究前沿之一，也是支撑生态文明和建设的科学基础。目前，在气候变化、人为干扰等多重的环境压力下，正面临生物栖息地丧失、生物多样性下降的严峻局面。

  在此背景下，对关键生态系统类型以及栖息地的生物类群进行长时期、多类群的多样性监测，对于摸清公园、保护区、湿地生物多样性的资源家底、时空动态、威胁因子和保护现状具有战略意义，也将为生物多样性及重要生物资源的保护管理和利用提供科技支撑。

  方案概述

  基于互联网、5G通讯、微波通讯等信息传输手段，综合运用遥感、地理信息系统和全球定位、物联网、大数据、云计算、AI人工智能等高新技术，构建生物多样性监管系统，建立生态系统大数据管理系统，通过各业务系统间的数据关系，以数字驾驶舱方式对生物多样性调查监测和保护，推动生物多样性保护工作体系重构、业务流程再造、体制机制重塑，提高工作效率、提升工作成效。

  生物多样性监测监管平台依靠前端采集设备作为支撑,主要包括：音视频采集设备、防火气象监测设备、环境空气质量监测设备以及红外相机监测设备，通过5G网络传输数据到系统后端进行数据存储、汇总分析、AI物种识别、个体识别在平台中对数据进行可视化呈现，为研究者提供科学、智能、可持续的数据来源,为生物多样性的研究好的方式和手段。

  系统设计原则

  标准性原则

  系统建设遵循野生动物保护管理法规、条例。

  扩展性原则

  系统设计中充分考虑系统的可扩展性，统一协议，预留接口，降低模块的耦合度，加强系统适应变化的能力。

  安全性原则

  系统设计时，把安全性放在位置，既考虑到信息共享又考虑到信息保护和隔离，设定严格的权限管理机制，设置系统各环节的访问控制，使不同的岗位和角色有不同的权限，从而安全的使用系统。通过健全的日志系统对系统的使用进行跟踪和恢复，增强系统的安全性。

  可靠性和稳定性原则

  系统设计时采用可靠、匀衡、容错、备份等技术，系统各环节具备故障分析、切换、恢复能力。同时在安全、网络、解决方案等各方面考虑周全，方案切实可行，把系统实际运行产生的可靠性和稳定性风险降低。

  原则

  在系统软件技术选型上采用成熟稳定的技术框架，软件开发过程遵循软件工程开发标准和规范，采用面向服务、分布式部署、集群应用、组件共享等设计理念，集成人工智能算法、物联网技术、无线自组网通信等科技前沿技术。

  生物多样性管理平台

  生物多样性监测监管平台依靠前端音视频采集设备、环境因子监测设备、以及红外相机监测设备，通过4G网络传输数据到系统后端进行数据存储、汇总分析、AI物种识别、个体识别在平台中对数据进行可视化呈现，为研究者提供科学、智能、可持续的数据来源，为生物多样性的研究更好的方式和手段。

  平台功能设计

  生物多样性监测监管系统包括数据统计分析、图片分析管理、巡护调研管理、实时监测、生态监测、监测数据、物种库等多种应用。该系统作为保护乌禽嶂穿山甲的智能化监测体系，是乌禽嶂保育中心与上级野生动物救护中心监测应急联动的综合监测监管中心，同时也可作为林业科学研究监测综合系统，部分软硬件设备、应用服务器等与生物多样性监测调查指挥其他系统可共享。通过建立生物多样性监测监管系统，可以同时显示监测现场抓拍采集到的各类野生动物信息，供保育中心及野生动物救护中心监测人员参考、决策，并可以通过AI智能识别对保护的物种进行识别分析，形成监测保护机制。

  系统特点

  监测一张图：结合GIS地图与各类动态图表，实现监测数据查询、统计和分析结果可视化。

  网格化监测：结合区域矢量化数据，自定义监测范围、自定网格大小。

  智能监测：高清野保红外相机自动抓拍，4G/5G实时回传图像数据。

  智能监测：无人机抓拍动物图像上传，监测范围更广、计数准确。

  智能监测：声纹采集仪自动录制生物音频，实时上传系统进行识别分析。

  智慧控制：远程控制修改设备参数，可实现远程维护，减少人力耗费。

  智慧控制：高清摄像头算法控制，自动识别、轨迹跟踪、自动录像。

  智慧识别：白天/夜间红外光线下实时AI精准识别鸟兽种类和数量。

  物种训练：基于丰富的物种模型库和影像数据针对性的物种训练。

  智慧分析：人工对图像识别结果进行二次复查分析。

  智慧分析：对监测物种按保护级别、两栖分类进行可视化分析、统计。

  智慧分析：自动生成各类监测报表/报告，了解物种现状和趋势。

  智慧管理：监测数据及时存储、自动分类、快速筛选。

  智慧管理：监测数据上传云平台，实现远程IE和手机APP数据应用智慧管理:存储、管理与共享物种信息。

  系统功能

  监测一张图

  结合GIS地图与各类动态图表，将监测数据查询、统计和分析结果可视化。可以通过视觉化的方式清晰地展示数据和信息，帮助监测人员和管理人员更加直观地了解生物多样性的状态和趋势。

  网格化监测

  利用保护区矢量化数据，将监测范围划分若干大小的网格，从监测区域的自然条件、人为干扰、生物特点三方面出发，确定监测区域的样点、样线，进行生物多样性预调查。根据预调查结果，选择监测位点布设监测设备对野生动物进行监测。支持自定义监测范围、自定义网格大小。

  视频监控

  视频画面AI实时监测模式，自动抓取动物图像上传系统进行识别分析。

  针对高清视频设备制定【定时巡航抓拍方案】每轮巡到一个监测点自动抓取图像上传系统进行识别分析。实现全天候自动监测。

  物种自动跟踪，通过系统预设物种或人工临时在视频图像中选取某一种物种，对其移动轨迹进行跟踪。系统平台执行摄像机算法控制功能，保持物种识别与跟踪时，自动调整摄像机参数，使目标物种图像中保持合理比例并清晰展示。

  录制跟踪轨迹，跟踪物种过程中自动录制镜头画面，存储和管理珍贵物种影像数据，为保护区科学研究宣传教育提供物种素材。

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