1. 背景

生物多樣性是人類生存和社會發展的基礎，是生態文明建設和民族永續發展的保障；生物多樣性科學也被稱為“關于人類未來的科學"。對生物多樣性的監測與研究是生態學研究的國際前沿之一，是21世紀亟待突破的自然科學領域，也是支撐我國生態文明和“美麗中國"建設的科學基礎。目前，在氣候變化、人為干擾等多重的環境壓力下，我國正面臨生物棲息地喪失、生物多樣性下降的嚴峻局面。

在此背景下，對我國關鍵生態系統類型以及重要棲息地的生物類群進行長時期、多類群的多樣性監測，對于摸清國家公園、保護區、濕地生物多樣性的資源家底、時空動態、威脅因子和保護現狀具有重要的戰略意義，也將為我國生物多樣性及重要生物資源的保護管理和有效利用提供科技支撐。

2.方案概述

  基于互聯網、5G 通訊、微波通訊等信息傳輸手段，綜合運用遙感、地理信息系統和全球定位、物聯網、大數據、云計算、AI人工智能等高新技術，構建生物多樣性監管系統，建立生態系統大數據管理系統，通過各業務系統間的數據關系，以數字駕駛艙方式對生物多樣性調查監測和保護，推動生物多樣性保護工作體系重構、業務流程再造、體制機制重塑，提高工作效率、提升工作成效。

  生物多樣性監測監管平臺依靠前端采集設備作為支撐,主要包括：音視頻采集設備、防火氣象監測設備、環境空氣質量監測設備以及紅外相機監測設備,通過5G網絡傳輸數據到系統后端進行數據存儲、匯總分析、AI物種識別、個體識別在平臺中對數據進行可視化呈現,為研究者提供科學、智能、可持續的重要數據來源,為生物多樣性的研究更有效率的方式和手段。

3.生物多樣性管理平臺

生物多樣性監測監管平臺依靠前端音視頻采集設備、環境因子監測設備、以及紅外相機監測設備,通過4G網絡傳輸數據到系統后端進行數據存儲、匯總分析、AI物種識別、個體識別在平臺中對數據進行可視化呈現，為研究者提供科學、智能、可持續的重要數據來源，為生物多樣性的研究更有效率的方式和手段。

4.平臺功能設計

  生物多樣性監測監管系統包括數據統計分析、圖片分析管理、巡護調研管理、實時監測、生態監測、監測數據、物種庫等多種應用。該系統作為保護烏禽嶂穿山甲的智能化監測體系，是烏禽嶂保育中心與上級野生動物救護中心監測應急聯動的綜合監測監管中心，同時也可作為林業科學研究監測綜合系統，部分軟硬件設備、應用服務器等與生物多樣性監測調查指揮其他系統可共享。通過建立生物多樣性監測監管系統，可以同時顯示監測現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測人員參考、決策，并可以通過 AI 智能識別對重點保護的物種進行識別分析，有效形成監測保護機制。

5.1. 系統功能

(1) 監測一張圖

  結合 GIS 地圖與各類動態圖表，將監測數據查詢、統計和分析結果可視化。可以通過視覺化的方式清晰地展示數據和信息，幫助監測人員和管理人員更加直觀地了解生物多樣性的狀態和趨勢。

(2) 網格化監測

利用保護區矢量化數據，將監測范圍劃分若干大小的網格，從監測區域的自然條件、人為干擾、生物特點三方面出發，確定監測區域的樣點、樣線，進行生物多樣性預調查。根據預調查結果，選擇有效監測位點布設監測設備對野生動物進行監測。支持自定義監測范圍、自定義網格大小；

(3) 視頻監控

（1）視頻畫面 AI 實時監測模式，自動抓取動物圖像上傳系統進行識別分析

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

（3）物種自動跟蹤，通過系統預設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。系統平臺執行攝像機算法控制功能，保持物種識別與跟蹤時，自動調整攝像機參數，使目標物種圖像中保持合理比例并清晰展示。

（4）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據，為保護區科學研究宣傳教育提供豐富的物種素材。

(4) 聲紋識別分析

通過前端設備采集上來的音頻數據，進行聲紋識別分析

(5) 人工復查

人工對圖像識別結果進行二次復查分析，支持補充溫度、天氣、積雪指數、晝夜、月相、物種種類、數量、性別、年齡、行為等信息 

(6) 數據統計分析

基于大數據可視化分析，以圖表形式快速準確的展示數據，對調查與監測區域物種、樣本、人員、項目進行數據比較分析，使保護區資源、物種數據和監測數據更加數據化、清晰化，幫助用戶快速掌握保護區物種信息、及環境信息，根據掌握信息制定方案，持續為保護區工作保駕護航。

(7) 物種識別分析管理

對監測物種的統計，統計目、科、種數量，按保護級別、鳥類/哺乳類/爬行類/兩棲類分類；物種時空分析，基于 GIS 地圖直觀展示物種網格分布情況與遷徙動態。繪制出物種的時間分布曲線，展示物種活動規律狀況；分析某網格中物種分布情況、時間分布規律；計算物種豐富度、分析物種個體累計曲線、物種同比、物種年齡性別結構、物種不同時段的行為變化、日相對活動節律；比較不同DBH 間的物種數量、不同干擾強度間的物種數量、不同水源距離間的物種數量、不同海拔間的物種數量

(8) 物種監測

實時展示監測的視頻畫面，實時監tin現場種聲音；

支持紅外相機實時查看視頻、聲音功能，實時收集監測抓拍；

支持鷹眼全景控制功能，點擊全景圖，高清細節攝像機自動監測目標點功能； 

(9) 物種統計

通過自動相機監測技術，獲取野生動物圖像數據，用于調查野生動物的物種分布、種群數量、行為和生境利用等重要信息，為野生動物保護管理和資源利用提供參考資料。

(10) 環境監測

對保護區生態環境因子的實時監測功能，監測環境參數有：大氣溫濕度、風速、風向、雨量、負氧離子、水質、土質等環境參數；根據業務需求形成多種分析報表，時刻掌握生態環境因子參數變化，為生態保護提供實時數據支撐。