生物多樣性是人類生存和社會發(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；對生物多樣性的監(jiān)測與研究是生態(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，對關(guān)鍵生態(tài)系統(tǒng)類型以及棲息地的生物類群進行長時期、多類群的多樣性監(jiān)測，對于摸清公園、保護區(qū)、濕地生物多樣性的資源家底、時空動態(tài)、威脅因子和保護現(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)字駕駛艙方式對生物多樣性調(diào)查監(jiān)測和保護，推動生物多樣性保護工作體系重構(gòu)、業(yè)務(wù)流程再造、體制機制重塑，提高工作效率、提升工作成效。

  生物多樣性監(jiān)測監(jiān)管平臺依靠前端采集設(shè)備作為支撐,主要包括：音視頻采集設(shè)備、防火氣象監(jiān)測設(shè)備、環(huán)境空氣質(zhì)量監(jiān)測設(shè)備以及紅外相機監(jiān)測設(shè)備，通過5G網(wǎng)絡(luò)傳輸數(shù)據(jù)到系統(tǒng)后端進行數(shù)據(jù)存儲、匯總分析、AI物種識別、個體識別在平臺中對數(shù)據(jù)進行可視化呈現(xiàn)，為研究者提供科學(xué)、智能、可持續(xù)的數(shù)據(jù)來源,為生物多樣性的研究好的方式和手段。

  系統(tǒng)設(shè)計原則

  標(biāo)準(zhǔn)性原則

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

  擴展性原則

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

  安全性原則

  系統(tǒng)設(shè)計時，把安全性放在位置，既考慮到信息共享又考慮到信息保護和隔離，設(shè)定嚴(yán)格的權(quán)限管理機制，設(shè)置系統(tǒng)各環(huán)節(jié)的訪問控制，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)。通過健全的日志系統(tǒng)對系統(tǒng)的使用進行跟蹤和恢復(fù)，增強系統(tǒng)的安全性。

  可靠性和穩(wěn)定性原則

  系統(tǒng)設(shè)計時采用可靠、勻衡、容錯、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。同時在安全、網(wǎng)絡(luò)、解決方案等各方面考慮周全，方案切實可行，把系統(tǒng)實際運行產(chǎn)生的可靠性和穩(wěn)定性風(fēng)險降低。

  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，軟件開發(fā)過程遵循軟件工程開發(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)計理念，集成人工智能算法、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、無線自組網(wǎng)通信等科技前沿技術(shù)。

  生物多樣性管理平臺

  生物多樣性監(jiān)測監(jiān)管平臺依靠前端音視頻采集設(shè)備、環(huán)境因子監(jiān)測設(shè)備、以及紅外相機監(jiān)測設(shè)備，通過4G網(wǎng)絡(luò)傳輸數(shù)據(jù)到系統(tǒng)后端進行數(shù)據(jù)存儲、匯總分析、AI物種識別、個體識別在平臺中對數(shù)據(jù)進行可視化呈現(xiàn)，為研究者提供科學(xué)、智能、可持續(xù)的數(shù)據(jù)來源，為生物多樣性的研究更好的方式和手段。

  平臺功能設(shè)計

  生物多樣性監(jiān)測監(jiān)管系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析、圖片分析管理、巡護調(diào)研管理、實時監(jiān)測、生態(tài)監(jiān)測、監(jiān)測數(shù)據(jù)、物種庫等多種應(yīng)用。該系統(tǒng)作為保護烏禽嶂穿山甲的智能化監(jiān)測體系，是烏禽嶂保育中心與上級野生動物救護中心監(jiān)測應(yīng)急聯(lián)動的綜合監(jiān)測監(jiān)管中心，同時也可作為林業(yè)科學(xué)研究監(jiān)測綜合系統(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)測調(diào)查指揮其他系統(tǒng)可共享。通過建立生物多樣性監(jiān)測監(jiān)管系統(tǒng)，可以同時顯示監(jiān)測現(xiàn)場抓拍采集到的各類野生動物信息，供保育中心及野生動物救護中心監(jiān)測人員參考、決策，并可以通過AI智能識別對保護的物種進行識別分析，形成監(jiān)測保護機制。

  系統(tǒng)特點

  監(jiān)測一張圖：結(jié)合GIS地圖與各類動態(tài)圖表，實現(xiàn)監(jiān)測數(shù)據(jù)查詢、統(tǒng)計和分析結(jié)果可視化。

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

  智能監(jiān)測：高清野保紅外相機自動抓拍，4G/5G實時回傳圖像數(shù)據(jù)。

  智能監(jiān)測：無人機抓拍動物圖像上傳，監(jiān)測范圍更廣、計數(shù)準(zhǔn)確。

  智能監(jiān)測：聲紋采集儀自動錄制生物音頻，實時上傳系統(tǒng)進行識別分析。

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

  智慧控制：高清攝像頭算法控制，自動識別、軌跡跟蹤、自動錄像。

  智慧識別：白天/夜間紅外光線下實時AI精準(zhǔn)識別鳥獸種類和數(shù)量。

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

  智慧分析：人工對圖像識別結(jié)果進行二次復(fù)查分析。

  智慧分析：對監(jiān)測物種按保護級別、兩棲分類進行可視化分析、統(tǒng)計。

  智慧分析：自動生成各類監(jiān)測報表/報告，了解物種現(xiàn)狀和趨勢。

  智慧管理：監(jiān)測數(shù)據(jù)及時存儲、自動分類、快速篩選。

  智慧管理：監(jiān)測數(shù)據(jù)上傳云平臺，實現(xiàn)遠(yuǎn)程IE和手機APP數(shù)據(jù)應(yīng)用智慧管理:存儲、管理與共享物種信息。

  系統(tǒng)功能

  監(jiān)測一張圖

  結(jié)合GIS地圖與各類動態(tài)圖表，將監(jiān)測數(shù)據(jù)查詢、統(tǒng)計和分析結(jié)果可視化?？梢酝ㄟ^視覺化的方式清晰地展示數(shù)據(jù)和信息，幫助監(jiān)測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。

  網(wǎng)格化監(jiān)測

  利用保護區(qū)矢量化數(shù)據(jù)，將監(jiān)測范圍劃分若干大小的網(wǎng)格，從監(jiān)測區(qū)域的自然條件、人為干擾、生物特點三方面出發(fā)，確定監(jiān)測區(qū)域的樣點、樣線，進行生物多樣性預(yù)調(diào)查。根據(jù)預(yù)調(diào)查結(jié)果，選擇監(jiān)測位點布設(shè)監(jiān)測設(shè)備對野生動物進行監(jiān)測。支持自定義監(jiān)測范圍、自定義網(wǎng)格大小。

  視頻監(jiān)控

  視頻畫面AI實時監(jiān)測模式，自動抓取動物圖像上傳系統(tǒng)進行識別分析。

  針對高清視頻設(shè)備制定【定時巡航抓拍方案】每輪巡到一個監(jiān)測點自動抓取圖像上傳系統(tǒng)進行識別分析。實現(xiàn)全天候自動監(jiān)測。

  物種自動跟蹤，通過系統(tǒng)預(yù)設(shè)物種或人工臨時在視頻圖像中選取某一種物種，對其移動軌跡進行跟蹤。系統(tǒng)平臺執(zhí)行攝像機算法控制功能，保持物種識別與跟蹤時，自動調(diào)整攝像機參數(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，跟蹤物種過程中自動錄制鏡頭畫面，存儲和管理珍貴物種影像數(shù)據(jù)，為保護區(qū)科學(xué)研究宣傳教育提供物種素材。

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