生物多樣性是人類生存和社會(huì)發(fā)展的基礎(chǔ)，是生態(tài)文明建設(shè)和永續(xù)發(fā)展的保障；對(duì)生物多樣性的監(jiān)測(cè)與研究是生態(tài)學(xué)研究前沿之一，也是支撐生態(tài)文明和建設(shè)的科學(xué)基礎(chǔ)。目前，在氣候變化、人為干擾等多重的環(huán)境壓力下，正面臨生物棲息地喪失、生物多樣性下降的嚴(yán)峻局面。

  在此背景下，對(duì)關(guān)鍵生態(tài)系統(tǒng)類型以及棲息地的生物類群進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)期、多類群的多樣性監(jiān)測(cè)，對(duì)于摸清公園、保護(hù)區(qū)、濕地生物多樣性的資源家底、時(shí)空動(dòng)態(tài)、威脅因子和保護(hù)現(xiàn)狀具有戰(zhàn)略意義，也將為生物多樣性及重要生物資源的保護(hù)管理和利用提供科技支撐。

  方案概述

  基于互聯(lián)網(wǎng)、5G通訊、微波通訊等信息傳輸手段，綜合運(yùn)用遙感、地理信息系統(tǒng)和全球定位、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、AI人工智能等高新技術(shù)，構(gòu)建生物多樣性監(jiān)管系統(tǒng)，建立生態(tài)系統(tǒng)大數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)，通過(guò)各業(yè)務(wù)系統(tǒng)間的數(shù)據(jù)關(guān)系，以數(shù)字駕駛艙方式對(duì)生物多樣性調(diào)查監(jiān)測(cè)和保護(hù)，推動(dòng)生物多樣性保護(hù)工作體系重構(gòu)、業(yè)務(wù)流程再造、體制機(jī)制重塑，提高工作效率、提升工作成效。

  生物多樣性監(jiān)測(cè)監(jiān)管平臺(tái)依靠前端采集設(shè)備作為支撐,主要包括：音視頻采集設(shè)備、防火氣象監(jiān)測(cè)設(shè)備、環(huán)境空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)設(shè)備以及紅外相機(jī)監(jiān)測(cè)設(shè)備，通過(guò)5G網(wǎng)絡(luò)傳輸數(shù)據(jù)到系統(tǒng)后端進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、匯總分析、AI物種識(shí)別、個(gè)體識(shí)別在平臺(tái)中對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行可視化呈現(xiàn)，為研究者提供科學(xué)、智能、可持續(xù)的數(shù)據(jù)來(lái)源,為生物多樣性的研究好的方式和手段。

  系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則

  標(biāo)準(zhǔn)性原則

  系統(tǒng)建設(shè)遵循野生動(dòng)物保護(hù)管理法規(guī)、條例。

  擴(kuò)展性原則

  系統(tǒng)設(shè)計(jì)中充分考慮系統(tǒng)的可擴(kuò)展性，統(tǒng)一協(xié)議，預(yù)留接口，降低模塊的耦合度，加強(qiáng)系統(tǒng)適應(yīng)變化的能力。

  安全性原則

  系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，把安全性放在位置，既考慮到信息共享又考慮到信息保護(hù)和隔離，設(shè)定嚴(yán)格的權(quán)限管理機(jī)制，設(shè)置系統(tǒng)各環(huán)節(jié)的訪問(wèn)控制，使不同的崗位和角色有不同的權(quán)限，從而安全的使用系統(tǒng)。通過(guò)健全的日志系統(tǒng)對(duì)系統(tǒng)的使用進(jìn)行跟蹤和恢復(fù)，增強(qiáng)系統(tǒng)的安全性。

  可靠性和穩(wěn)定性原則

  系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)采用可靠、勻衡、容錯(cuò)、備份等技術(shù)，系統(tǒng)各環(huán)節(jié)具備故障分析、切換、恢復(fù)能力。同時(shí)在安全、網(wǎng)絡(luò)、解決方案等各方面考慮周全，方案切實(shí)可行，把系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行產(chǎn)生的可靠性和穩(wěn)定性風(fēng)險(xiǎn)降低。

  原則

  在系統(tǒng)軟件技術(shù)選型上采用成熟穩(wěn)定的技術(shù)框架，軟件開(kāi)發(fā)過(guò)程遵循軟件工程開(kāi)發(fā)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，采用面向服務(wù)、分布式部署、集群應(yīng)用、組件共享等設(shè)計(jì)理念，集成人工智能算法、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、無(wú)線自組網(wǎng)通信等科技前沿技術(shù)。

  生物多樣性管理平臺(tái)

  生物多樣性監(jiān)測(cè)監(jiān)管平臺(tái)依靠前端音視頻采集設(shè)備、環(huán)境因子監(jiān)測(cè)設(shè)備、以及紅外相機(jī)監(jiān)測(cè)設(shè)備，通過(guò)4G網(wǎng)絡(luò)傳輸數(shù)據(jù)到系統(tǒng)后端進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、匯總分析、AI物種識(shí)別、個(gè)體識(shí)別在平臺(tái)中對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行可視化呈現(xiàn)，為研究者提供科學(xué)、智能、可持續(xù)的數(shù)據(jù)來(lái)源，為生物多樣性的研究更好的方式和手段。

  平臺(tái)功能設(shè)計(jì)

  生物多樣性監(jiān)測(cè)監(jiān)管系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析、圖片分析管理、巡護(hù)調(diào)研管理、實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、生態(tài)監(jiān)測(cè)、監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)、物種庫(kù)等多種應(yīng)用。該系統(tǒng)作為保護(hù)烏禽嶂穿山甲的智能化監(jiān)測(cè)體系，是烏禽嶂保育中心與上級(jí)野生動(dòng)物救護(hù)中心監(jiān)測(cè)應(yīng)急聯(lián)動(dòng)的綜合監(jiān)測(cè)監(jiān)管中心，同時(shí)也可作為林業(yè)科學(xué)研究監(jiān)測(cè)綜合系統(tǒng)，部分軟硬件設(shè)備、應(yīng)用服務(wù)器等與生物多樣性監(jiān)測(cè)調(diào)查指揮其他系統(tǒng)可共享。通過(guò)建立生物多樣性監(jiān)測(cè)監(jiān)管系統(tǒng)，可以同時(shí)顯示監(jiān)測(cè)現(xiàn)場(chǎng)抓拍采集到的各類野生動(dòng)物信息，供保育中心及野生動(dòng)物救護(hù)中心監(jiān)測(cè)人員參考、決策，并可以通過(guò)AI智能識(shí)別對(duì)保護(hù)的物種進(jìn)行識(shí)別分析，形成監(jiān)測(cè)保護(hù)機(jī)制。

  系統(tǒng)特點(diǎn)

  監(jiān)測(cè)一張圖：結(jié)合GIS地圖與各類動(dòng)態(tài)圖表，實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)查詢、統(tǒng)計(jì)和分析結(jié)果可視化。

  網(wǎng)格化監(jiān)測(cè)：結(jié)合區(qū)域矢量化數(shù)據(jù)，自定義監(jiān)測(cè)范圍、自定網(wǎng)格大小。

  智能監(jiān)測(cè)：高清野保紅外相機(jī)自動(dòng)抓拍，4G/5G實(shí)時(shí)回傳圖像數(shù)據(jù)。

  智能監(jiān)測(cè)：無(wú)人機(jī)抓拍動(dòng)物圖像上傳，監(jiān)測(cè)范圍更廣、計(jì)數(shù)準(zhǔn)確。

  智能監(jiān)測(cè)：聲紋采集儀自動(dòng)錄制生物音頻，實(shí)時(shí)上傳系統(tǒng)進(jìn)行識(shí)別分析。

  智慧控制：遠(yuǎn)程控制修改設(shè)備參數(shù)，可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程維護(hù)，減少人力耗費(fèi)。

  智慧控制：高清攝像頭算法控制，自動(dòng)識(shí)別、軌跡跟蹤、自動(dòng)錄像。

  智慧識(shí)別：白天/夜間紅外光線下實(shí)時(shí)AI精準(zhǔn)識(shí)別鳥(niǎo)獸種類和數(shù)量。

  物種訓(xùn)練：基于豐富的物種模型庫(kù)和影像數(shù)據(jù)針對(duì)性的物種訓(xùn)練。

  智慧分析：人工對(duì)圖像識(shí)別結(jié)果進(jìn)行二次復(fù)查分析。

  智慧分析：對(duì)監(jiān)測(cè)物種按保護(hù)級(jí)別、兩棲分類進(jìn)行可視化分析、統(tǒng)計(jì)。

  智慧分析：自動(dòng)生成各類監(jiān)測(cè)報(bào)表/報(bào)告，了解物種現(xiàn)狀和趨勢(shì)。

  智慧管理：監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)及時(shí)存儲(chǔ)、自動(dòng)分類、快速篩選。

  智慧管理：監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)上傳云平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程IE和手機(jī)APP數(shù)據(jù)應(yīng)用智慧管理:存儲(chǔ)、管理與共享物種信息。

  系統(tǒng)功能

  監(jiān)測(cè)一張圖

  結(jié)合GIS地圖與各類動(dòng)態(tài)圖表，將監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)查詢、統(tǒng)計(jì)和分析結(jié)果可視化?？梢酝ㄟ^(guò)視覺(jué)化的方式清晰地展示數(shù)據(jù)和信息，幫助監(jiān)測(cè)人員和管理人員更加直觀地了解生物多樣性的狀態(tài)和趨勢(shì)。

  網(wǎng)格化監(jiān)測(cè)

  利用保護(hù)區(qū)矢量化數(shù)據(jù)，將監(jiān)測(cè)范圍劃分若干大小的網(wǎng)格，從監(jiān)測(cè)區(qū)域的自然條件、人為干擾、生物特點(diǎn)三方面出發(fā)，確定監(jiān)測(cè)區(qū)域的樣點(diǎn)、樣線，進(jìn)行生物多樣性預(yù)調(diào)查。根據(jù)預(yù)調(diào)查結(jié)果，選擇監(jiān)測(cè)位點(diǎn)布設(shè)監(jiān)測(cè)設(shè)備對(duì)野生動(dòng)物進(jìn)行監(jiān)測(cè)。支持自定義監(jiān)測(cè)范圍、自定義網(wǎng)格大小。

  視頻監(jiān)控

  視頻畫(huà)面AI實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)模式，自動(dòng)抓取動(dòng)物圖像上傳系統(tǒng)進(jìn)行識(shí)別分析。

  針對(duì)高清視頻設(shè)備制定【定時(shí)巡航抓拍方案】每輪巡到一個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)自動(dòng)抓取圖像上傳系統(tǒng)進(jìn)行識(shí)別分析。實(shí)現(xiàn)全天候自動(dòng)監(jiān)測(cè)。

  物種自動(dòng)跟蹤，通過(guò)系統(tǒng)預(yù)設(shè)物種或人工臨時(shí)在視頻圖像中選取某一種物種，對(duì)其移動(dòng)軌跡進(jìn)行跟蹤。系統(tǒng)平臺(tái)執(zhí)行攝像機(jī)算法控制功能，保持物種識(shí)別與跟蹤時(shí)，自動(dòng)調(diào)整攝像機(jī)參數(shù)，使目標(biāo)物種圖像中保持合理比例并清晰展示。

  錄制跟蹤軌跡，跟蹤物種過(guò)程中自動(dòng)錄制鏡頭畫(huà)面，存儲(chǔ)和管理珍貴物種影像數(shù)據(jù)，為保護(hù)區(qū)科學(xué)研究宣傳教育提供物種素材。

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