智慧自然保護(hù)地生物多樣性監(jiān)測(cè)與保護(hù)技術(shù)方案重慶英卡電子有限公司2025年6月1．建立以國(guó)家公園為主體的自然保護(hù)地體系自然保護(hù)地是生態(tài)建設(shè)的核心載體、中華民族的寶貴財(cái)富、美麗中國(guó)的重要象征，在維護(hù)國(guó)家生態(tài)安全、保護(hù)生物多樣性、保存自然遺產(chǎn)和改善生態(tài)環(huán)境質(zhì)量等方面發(fā)揮重要作用。我國(guó)已建立各級(jí)各類(lèi)自然保護(hù)地超過(guò)1.18萬(wàn)個(gè)，保護(hù)面積覆蓋我國(guó)陸域面積的18%、領(lǐng)海面積的4.6%。全國(guó)各級(jí)各類(lèi)自然保護(hù)區(qū)已達(dá)2750處，其中國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)有474處；各類(lèi)陸域自然保護(hù)地面積達(dá)到了170多萬(wàn)平方公里。中共中央辦公廳、國(guó)務(wù)院辦公廳《關(guān)于建立以國(guó)家公園為主體的自然保護(hù)地體系的指導(dǎo)意見(jiàn)》提出加快建立以國(guó)家公園為主體的自然保護(hù)地體系，明確指出2020年構(gòu)建統(tǒng)一的自然保護(hù)地分類(lèi)分級(jí)管理體制；2025年初步建成以國(guó)家公園為主體的自然保護(hù)地體系；2035年自然保護(hù)地規(guī)模和管理達(dá)到世界先進(jìn)水平，全面建成中國(guó)特色自然保護(hù)地體系。全國(guó)計(jì)劃在重點(diǎn)生態(tài)功能區(qū)和保護(hù)優(yōu)先區(qū)規(guī)劃新增正式設(shè)立63個(gè)國(guó)家公園形成以國(guó)家公園為主體的自然保護(hù)地體系?！吨笇?dǎo)意見(jiàn)》還明確了改革以部門(mén)設(shè)置、以資源分類(lèi)、以行政區(qū)劃分設(shè)的舊體制，建立自然保護(hù)地統(tǒng)一設(shè)置、分級(jí)管理、分區(qū)管控新體制。其中分區(qū)管控尤為重要，即將自然保護(hù)地分為核心保護(hù)區(qū)、一般控制區(qū)和緩沖區(qū)，核心保護(hù)區(qū)原則上禁止人類(lèi)活動(dòng)，一般控制區(qū)限制人類(lèi)活動(dòng)。2.智慧自然保護(hù)地之生物多樣性保護(hù)的必要性人類(lèi)、與自然間所有的生物都息息相關(guān)，豐富的生物多樣性不僅是大自然留給中國(guó)的寶貴遺產(chǎn)，也是全世界人民的共同財(cái)富。因此保護(hù)生物多樣性，拯救珍惜瀕危的物種，應(yīng)科學(xué)、系統(tǒng)地建立生物多樣性監(jiān)測(cè)體系，才有利于建立科學(xué)的資源保護(hù)管理體系，為物種生存、繁衍提供良好的環(huán)境氛圍，也能更好的實(shí)現(xiàn)生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定，促進(jìn)林業(yè)、保護(hù)地的有效發(fā)展，以及人與自然和諧可持續(xù)性發(fā)展。3.生物多樣性保護(hù)技術(shù)分類(lèi)生物多樣性保護(hù)技術(shù)分為兩類(lèi)：一是野生動(dòng)物監(jiān)測(cè)與物種發(fā)現(xiàn)，二是植物觀測(cè)與精細(xì)保護(hù)。a)生物多樣性管理：野生動(dòng)物監(jiān)測(cè)I.技術(shù)方案/架構(gòu)充分利用高空視頻、高清視頻、無(wú)人機(jī)視頻、野保紅外相機(jī)和聲紋監(jiān)測(cè)儀進(jìn)行連續(xù)觀測(cè)，采用AI識(shí)別算法對(duì)保護(hù)區(qū)內(nèi)的野生動(dòng)物多樣性、種群數(shù)量、屬科目多樣性、新發(fā)現(xiàn)物種、新分布棲息地等進(jìn)行監(jiān)測(cè)、識(shí)別、分類(lèi)和數(shù)據(jù)匯總，為野生動(dòng)保護(hù)成效評(píng)價(jià)提供數(shù)據(jù)支撐。II.視覺(jué)AI識(shí)別技術(shù)通過(guò)來(lái)自高空視頻、高清視頻和無(wú)人機(jī)視頻的前端監(jiān)測(cè)，直接采用深度AI算法對(duì)比分析，能夠有效觀測(cè)到野生動(dòng)物種群特征、種群類(lèi)別和數(shù)量、以及活動(dòng)行為，為野生動(dòng)物研究和保護(hù)提供數(shù)據(jù)支撐。在深度學(xué)習(xí)和算法訓(xùn)練（大規(guī)模標(biāo)注后的照片樣本）后的AI能夠達(dá)到動(dòng)物學(xué)專(zhuān)家級(jí)的辨識(shí)水平。▲AI算法訓(xùn)練流程III.照片AI識(shí)別技術(shù)來(lái)自紅外抓拍相機(jī)拍攝到的照片，通過(guò)AI算法在進(jìn)行數(shù)據(jù)清洗后，再次進(jìn)行粗分類(lèi)和細(xì)分類(lèi)處理，剔除掉無(wú)效空拍的照片，挑選出有價(jià)值并進(jìn)行保護(hù)等級(jí)分類(lèi)的照片。用于研究和使用，大大節(jié)約生物多樣性保護(hù)人員的人力成本。▲AI照片分類(lèi)流程IV.聲紋AI識(shí)別技術(shù)聲紋監(jiān)測(cè)是利用多元陣列三維空間聲源監(jiān)測(cè)定位傳感技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)一定范圍內(nèi)的動(dòng)物聲音、人類(lèi)活動(dòng)聲音進(jìn)行感知、采集、定位和識(shí)別，自動(dòng)識(shí)別出動(dòng)物物種種類(lèi)、人類(lèi)干擾行為類(lèi)型。V.AI技術(shù)目前主要問(wèn)題：AI識(shí)別技術(shù)目前所遇到的主要問(wèn)題有：識(shí)別有誤、識(shí)別數(shù)量有缺漏、抓拍不清晰、干擾項(xiàng)多等問(wèn)題待解決。針對(duì)這些問(wèn)題重慶英卡電子基于視覺(jué)、聲紋的多層卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和深度學(xué)習(xí)，建立了大量的野生動(dòng)物、鳥(niǎo)類(lèi)、動(dòng)物聲紋高精度樣本庫(kù)，訓(xùn)練出了準(zhǔn)確率高達(dá)85%以上的AI算法模型。除此之外，設(shè)備安裝過(guò)程中也有一部分問(wèn)題存在。比如：受環(huán)境干擾影響，誤拍照片較多，極大的消耗電能；電池供電方式最長(zhǎng)時(shí)間6個(gè)月，由于更換太頻繁，特別是大規(guī)模安裝時(shí)更換電池，工作量會(huì)增大；在沒(méi)有NB-IOT、4G通信區(qū)域，依靠人工取卡，同樣工作量巨大。目前重慶英卡電子的解決辦法有在紅外相機(jī)前端加入AI算法，自動(dòng)過(guò)濾無(wú)效照片；通過(guò)外接柔性太陽(yáng)能板，解決野保紅外相機(jī)林區(qū)供電難得問(wèn)題；通過(guò)自組網(wǎng)，解決紅外相機(jī)抓拍影像自動(dòng)回傳的難題，節(jié)約野生動(dòng)物保護(hù)工作者的人力物力?！ヅ牟磺逦ヅ穆┳R(shí)別VI.解決方案：重慶英卡電子專(zhuān)注于自然保護(hù)地的生物多樣性監(jiān)測(cè)與保護(hù)，提出自己的解決方案想要提高AI識(shí)別的正確率，需要讓AI進(jìn)行識(shí)別學(xué)習(xí)，這是一個(gè)漫長(zhǎng)的過(guò)程。通過(guò)海量圖片的反復(fù)識(shí)別訓(xùn)練，加上人工矯正，可以有效提高AI識(shí)別的正確率。關(guān)于設(shè)備技術(shù)，雙鑒技術(shù)通過(guò)AI前端識(shí)別，減小誤拍節(jié)省電能；光伏供電使用10W光伏，使紅外抓拍相機(jī)至少有5年壽命；自組網(wǎng)絡(luò)可以讓紅外抓拍相機(jī)通過(guò)自動(dòng)組網(wǎng)、衛(wèi)星組網(wǎng)等方式自動(dòng)傳輸照片。b)生物多樣性管理：野生植物物候觀測(cè)與保護(hù)野生植物的保護(hù)通過(guò)實(shí)時(shí)連續(xù)觀測(cè)物候圖像和氣候環(huán)境大數(shù)據(jù)，建立珍稀植物生長(zhǎng)和生境數(shù)據(jù)庫(kù)，對(duì)生長(zhǎng)狀態(tài)、生存環(huán)境、變化趨勢(shì)等進(jìn)行有效分析評(píng)估，為科學(xué)保護(hù)野生植物和人工培養(yǎng)提供數(shù)據(jù)支撐。▲野生植物物候觀測(cè)