生物多样性系列 （十四）| 保护地生物多样性监测体系建设设备选型参考（监测体系软件）

三、红外相机监测数据管理系统

本系统分为五个部分：红外相机布设点位生境信息采集系统、物种初步鉴定系统、专家审核系统、红外相机数据展示系统和红外相机数据应用系统。红外相机布设点位生境信息采集系统可以整合至保护区巡护与监测系统中。物种鉴定系统主要为红外相机布点位置生境表记录、红外相机数据预处理和物种鉴定三部分；各部分的数据规范依照国内先进标准制定。由保护地工作人员或志愿者对红外相机数据开展初步的物种鉴定工作。专家审核系统在物种初步鉴定的基础上，由资深动物专家对结果进行审核、修改、确认，确认后的数据才可以进入红外相机数据集。红外相机数据展示系统展示红外相机布设位置及相关生境信息、鉴定后的红外相机数据。红外相机数据应用系统提供数据分析功能，网格化分析现阶段红外相机涵盖区域，制定下一次红外相机布设计划；网格化分析相关物种分布；网格化分析人为干扰分布。引入红外相机专家培训，为保护区工作人员提供红外相机相关知识培训，并协助制定保护区红外相机放置、回收计划，提供红外相机数据统计分析方法等，提升保护区红外相机专业管护能力。国家级自然保护地生物多样性监测系统平台连接AI服务器，定期或者按需进行深度学习训练，基于原始图像和专家鉴定结果优化AI模型，然后进一步运用到信息采集和物种鉴定的过程中，从而帮助保护区工作人员和科研专家自动筛选、识别和分析图像中的物种及其行为。引入红外相机专家培训，为保护区工作人员提供红外相机相关知识培训，并协助制定保护区红外相机放置、回收计划，提供红外相机数据统计分析方法等，提升保护区红外相机专业管护能力。配合自然保护地生物多样性监测系统平台的秘境之眼手机App。手机用户可以根据不同物种或保护地名称搜索相关短视频；后台管理人员可以选择保护区某个摄像头和某个时间段进行实时直播推送，用户在APP的直播模块内实时观看直播内容，并可以在观看视频时进行评论互动；用户可以参与互动竞猜，增加对动植物的认知；保护区工作人员可以在此查看工作相关的培训视频。

四、巡护监测数据管理系统

巡护与监测工作是保护区日常工作的一部分。移动端系统将快速采集巡护人员巡护轨迹信息，沿途发现动物、植物、人为干扰、设备设施的照片、音频和视频信息，执法信息及监测信息，将这些数据即时发送至服务器端，并分发至相关人员。在网络缺失的情况下，可在巡护完成后将数据上传至服务器。服务端对保护区资源保护管理工作进行管理，包括动物、植物、人为干扰、设备设施、森林防火、疫源疫病、病虫害、林政执法、巡护管理（巡护线路、护林员工作记录、巡护报告等）等，提供与移动数据采集应用的接口，实现远程接收、下发数据信息功能。

六、环境因子监测数据管理系统

环境因子监测系统主要分为监测终端与服务器端。服务器端包括信息查询模块和数据存储模块。监测终端部分安置在被测区内，其构成分为数据采集、信息处理与数据传输三个模块。利用监测终端将气象、水文、水质、土壤等环境因子数据采集回传后，后台对其进行数据管理和预警监测。形成环境因子监测大数据后，开展生物多样性与环境因子间关系分析和预测。

七、样方样线监测数据管理系统

为持续监测自然保护地野生动植物种群动态变化及环境变化情况，改进传统样方样线监测工作中数据收集及分析过程中的不足，因此利用先进技术手段实现对样方样线监测工作的数字化、信息化。系统共包含移动端与服务端两部分。

（1）移动端数据采集系统调查人员接收到服务端下发的调查任务后，可使用移动端APP快速采集样方样线信息，并且自动记录样方样线位置信息，生成样线矢量数据等信息，使数据采集工作实现真正的无纸质化工作，移动端支持历史数据上传功能，可在有WiFi或GPRS信号时上传至服务端。

（2）服务端数据管理系统任务下发：服务端管理人员可在系统内下发样方样线监测任务至调查人员移动端APP,可根据不同的调查任务进行表单的个性化定制。数据查看：保护地管理人员可在样方样线监测系统服务端查看样方样线信息，包括，样方大小、样线长度、GPS（APP自动获取），样方照片（通过App拍摄）样方编号、小地名、坡向、坡度、建群种、采集到的动植物详细信息、干扰类型等。数据分析：服务端提供数据分析功能，可按照不同样地、不同时间尺度、不同物种查看数据统计分析结果，并以统计表及统计图两种方式进行直观展示。

八、保护地卫星遥感监测检查管理系统

根据遥感影像提取生态系统、生境、人类活动信息进行解译，到实地进行定位、验证。根据自然保护地监测结果，对自然保护地生物多样性、生态系统服务和人类活动干扰程度进行评价，并分析其空间分布状况和规律。

九、卫星定位跟踪器监测数据管理系统

利用卫星定位跟踪器对野生动物活动踪迹进行追踪已是应用非常成熟的技术，卫星定位跟踪器可以提供动物活动范围以及移动路线。给野生动物戴上项圈后，卫星将记录到的动物活动位点传回服务器，并进入卫星定位跟踪器数据集，包括动物名称、个体编号、日期、时间、经度、纬度、海拔、活动类型（若有活动传感器）、生理状况（若有生理传感器）等。

十、声波监测分析与数据管理系统

在后台建立声波监测数据集和智能识别物种系统，实现对部分声波声纹的自动识别。

十一、生物多样性数据挖掘与决策分析子系统

利用大数据技术充分挖掘和分析数据价值，实现对保护地生态环境及资源从宏观、整体到微观节点的精准监控，将生物多样性及其环境监测数据相结合，建立分析模型，满足决策支撑业务应用，满足保护地管理部门和保护地建设发展规划的需要，提供可视化展现以及决策分析应用。

（1）数据挖掘除使用基本数据处理及分析方法以外，还可使用高级数据分析及数据挖掘方法（多元线性回归法，贝叶斯，神经网络，决策树，聚类分析法，关联规则，时间序列，支持向量机，集成学习等）和可视化技术等进行数据分析与挖掘找到保护地生物多样性关键数据，找到合适的分析模型，发现保护地生物多样性监测的规律与变化，预测未来生物多样性变化趋势，对数据挖掘结果的验证和解读，对自然保护地生物多样性进行评估。

（2）决策分析根据保护地需求形成具体的决策问题，提出方案和确定目标；判断自然状态及其概率；制定适应性的监测管理计划，拟定多个可行方案；使用期望值法或决策树法等评价方案并做出选择。能以一定的方式存储和管理与决策问题有关的各种数学模型，具有方便的人机对话和图像输出功能，能满足随机的数据查询要求，能灵活地运用模型与方法对数据进行加工、汇总、分析、预测，从而为生物多样性的监测与适应性管理提供科学支撑。

十二、自然保护地生物多样性监测展示系统

自然保护地生物多样性监测展示子系统是自然保护地所有数字化模块的总体展示,通过总览大屏可以了解到自然保护地的基本情况、本底资源调查范围、本底资源调查情况、红外相机布设情况、红外相机拍摄情况、巡护发现点位分布情况、巡护发现物种情况等信息。结合丰富的电子图表和二三维一体化平台以科学直观的方式将以上信息展现出来。分析系统重要的功能是按照时间节点自动生成三层级监测报告。自然保护地生物多样性监测展示系统包括国家层面情况展示、省级层面情况展示和自然保护地层面情况展示。国家、省（自治区、直辖市）林草局层面主要展示全国/本省（自治区、直辖市）自然保护地基本情况、红外相机监测情况、视频监测情况、巡护监测情况、环境因子监测情况、声波、卫星定位跟踪器监测情况、无人机监测情况等，同时展示全国野生动物分布情况、重点干扰情况、各地人员工作考核、重大事件等。分析与展示系统最重要的是监测生物多样性与人为活动的动态变化，并利用一系列的指标反映这些变化，同时在空间地理信息系统上展示出来，开展保护成效评估，说明管理存在问题，提出保护管理优先行动。

十三、本底资源调查系统

利用监测平台数据采集APP作为保护地本底资源调查数据采集的工具，记录调查时的样线、样方、样点，并直接利用手机拍照和填写表单。APP采集的数据上传至全国自然保护地生物多样性监测平台数据库，通过数据处理、物种鉴定和专家审核以后，有效数据推送至展示系统进行分析与可视化展示。调查分为植被、植物、脊椎动物（兽类、鸟类、爬行类、两栖类、鱼类）、无脊椎动物、真菌、非生物环境等类别，每个类别的表单均集成到监测平台数据采集APP中，利用PDA或者手机直接记录数据。