1. 背景

生物多样性是人类生存和社会发展的基础，是生态文明建设和民族永续发展的保障；生物多样性科学也被称为“关于人类未来的科学”。对生物多样性的监测与研究是生态学研究的国际前沿之一，是21世纪亟待突破的自然科学领域，也是支撑我国生态文明和“美丽中国”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，我国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，对我国关键生态系统类型以及重要栖息地的生物类群进行长时期、多类群的多样性监测，对于摸清国家公园、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重要的战略意义，也将为我国生物多样性及重要生物资源的保护管理和有效利用提供科技支撑。

2.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、可持续的重要数据来源,为生物多样性的研究更有效率的方式和手段。

3.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、可持续的重要数据来源，为生物多样性的研究更有效率的方式和手段。

4.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 智能识别对重点保护的物种进行识别分析，有效形成监测保护机制。

5.1. 系统功能

(1) 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。

(2) 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，选择有效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；

(3) 视频监控

（1）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

（2）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。

（3）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。

（4）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丰富的物种素材。

(4) 声纹识别分析

通过前端设备采集上来的音频数据，进行声纹识别分析

(5) 人工复查

人工对图像识别结果进行二次复查分析，支持补充温度、天气、积雪指数、昼夜、月相、物种种类、数量、性别、年龄、行为等信息 

(6) 数据统计分析

基于大数据可视化分析，以图表形式快速准确的展示数据，对调查与监测区域物种、样本、人员、项目进行数据比较分析，使保护区资源、物种数据和监测数据更加数据化、清晰化，帮助用户快速掌握保护区物种信息、及环境信息，根据掌握信息制定方案，持续为保护区工作保驾护航。

(7) 物种识别分析管理

对监测物种的统计，统计目、科、种数量，按保护级别、鸟类/哺乳类/爬行类/两栖类分类；物种时空分析，基于 GIS 地图直观展示物种网格分布情况与迁徙动态。绘制出物种的时间分布曲线，展示物种活动规律状况；分析某网格中物种分布情况、时间分布规律；计算物种丰富度、分析物种个体累计曲线、物种同比、物种年龄性别结构、物种不同时段的行为变化、日相对活动节律；比较不同DBH 间的物种数量、不同干扰强度间的物种数量、不同水源距离间的物种数量、不同海拔间的物种数量

(8) 物种监测

实时展示监测的视频画面，实时监tin现场种声音；

支持红外相机实时查看视频、声音功能，实时收集监测抓拍；

支持鹰眼全景控制功能，点击全景图，高清细节摄像机自动监测目标点功能； 

(9) 物种统计

通过自动相机监测技术，获取野生动物图像数据，用于调查野生动物的物种分布、种群数量、行为和生境利用等重要信息，为野生动物保护管理和资源利用提供参考资料。

(10) 环境监测

对保护区生态环境因子的实时监测功能，监测环境参数有：大气温湿度、风速、风向、雨量、负氧离子、水质、土质等环境参数；根据业务需求形成多种分析报表，时刻掌握生态环境因子参数变化，为生态保护提供实时数据支撑。