在大熊貓國家公園建設(shè)過程中，甘肅白水江國家級自然保護(hù)區(qū)率先建成大熊貓棲息地空間數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)。此前，工作人員常通過采集大熊貓的糞便、毛發(fā)等遺留物來統(tǒng)計(jì)熊貓數(shù)量。現(xiàn)在，在野生動(dòng)物進(jìn)入監(jiān)控區(qū)之后，動(dòng)態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)可自動(dòng)對其進(jìn)行識別、辨認(rèn)與拍攝，有效提升了野生動(dòng)物監(jiān)測保護(hù)工作的效率。

今年5月1日起，新《野生動(dòng)物保護(hù)法》正式施行。加強(qiáng)野生動(dòng)物保護(hù)，對維護(hù)生物多樣性，推進(jìn)生態(tài)文明建設(shè)具有重要意義。多年來，智慧監(jiān)測系統(tǒng)、遠(yuǎn)紅外相機(jī)、大數(shù)據(jù)+物聯(lián)網(wǎng)、物種AI識別等高科技手段為我國野生動(dòng)物保護(hù)工作提供了有力保障，促進(jìn)著野生動(dòng)物種群的穩(wěn)定和生態(tài)平衡的恢復(fù)。

智慧監(jiān)測系統(tǒng)提高保護(hù)效率

2021年，我國正式設(shè)立大熊貓、東北虎豹、三江源等第一批國家公園。這些國家公園均處于我國生態(tài)安全戰(zhàn)略格局的關(guān)鍵區(qū)域，涵蓋了近30%的陸域國家重點(diǎn)保護(hù)野生動(dòng)植物種類。在這些國家公園內(nèi)，智慧監(jiān)測系統(tǒng)的建立為包括多種野生動(dòng)物的保護(hù)提供了新契機(jī)。

在大熊貓國家公園建設(shè)過程中，甘肅白水江國家級自然保護(hù)區(qū)率先建成大熊貓棲息地空間數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)。此前，工作人員常通過采集大熊貓的糞便、毛發(fā)等遺留物來統(tǒng)計(jì)熊貓數(shù)量，這種方式存在耗費(fèi)人力多、調(diào)查時(shí)間長等缺點(diǎn)。現(xiàn)在，在野生動(dòng)物進(jìn)入監(jiān)控區(qū)之后，動(dòng)態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)可自動(dòng)對其進(jìn)行識別、拍攝，準(zhǔn)確辨認(rèn)野生動(dòng)物的類型。這一監(jiān)測系統(tǒng)使得工作人員足不出戶就能看到保護(hù)區(qū)內(nèi)的真實(shí)情況，有效提升了野生動(dòng)物監(jiān)測保護(hù)工作的效率。

與此同時(shí)，東北虎豹國家公園的“天地空”一體化監(jiān)測系統(tǒng)也在為野生動(dòng)物保護(hù)提供有力支持。該系統(tǒng)是國內(nèi)首個(gè)真正實(shí)現(xiàn)在少人區(qū)或無人區(qū)進(jìn)行大面積通信網(wǎng)絡(luò)覆蓋的智能化自然資源監(jiān)測評估和管理系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)對野外東北虎豹視頻的實(shí)時(shí)回傳。據(jù)了解，其聯(lián)合調(diào)度指揮中心可以結(jié)合大數(shù)據(jù)智能分析結(jié)果，發(fā)出多個(gè)監(jiān)測和管理指令，幫助協(xié)調(diào)多支野外一線隊(duì)伍按照指令、有條不紊地完成相關(guān)任務(wù)，有效提高對野生動(dòng)物的日常巡護(hù)及管理的效率。

除了對野生動(dòng)物進(jìn)行個(gè)體蹲守和跟蹤保護(hù)外，保護(hù)野生動(dòng)物的棲息環(huán)境也十分關(guān)鍵。

三江源國家公園是全球少有的大型、珍稀、瀕危野生動(dòng)物主要集中分布區(qū)之一，雪豹、藏羚羊、野牦牛、黑頸鶴、藏狐等野生動(dòng)物就在這里繁衍生息。

近年來，“三江源國家公園星空地一體化生態(tài)監(jiān)測及數(shù)據(jù)平臺建設(shè)和開發(fā)應(yīng)用”項(xiàng)目正在落地實(shí)踐，通過直升機(jī)和系留球空中監(jiān)測平臺，三江源國家公園開展了可可西里、勒池草原等重點(diǎn)區(qū)域綜合監(jiān)測，提升了生態(tài)監(jiān)測數(shù)據(jù)的獲取與管理、數(shù)據(jù)產(chǎn)品開發(fā)及共享效率、決策服務(wù)水平，有效助力三江源生態(tài)環(huán)境保護(hù)。

三江源國家公園管理局副局長孫立軍表示，經(jīng)過不懈努力，三江源國家公園的生態(tài)系統(tǒng)持續(xù)好轉(zhuǎn)，草地植被覆蓋率達(dá)67.31%，生物多樣性得到了極大恢復(fù)，特別是旗艦物種藏羚羊從保護(hù)初期的不足2萬只增加到了2022年底的7萬只左右，藏野驢增加到3.6萬只左右。

省部共建三江源生態(tài)與高原農(nóng)牧業(yè)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任趙新全表示，如今，三江源國家公園食肉動(dòng)物雪豹、棕熊、赤狐、藏狐、兔猻、荒野貓、獵隼分布區(qū)域和出現(xiàn)頻次不斷增加，藏狐、兔猻和荒野貓數(shù)量分別為2萬只左右，狼的數(shù)量約1萬只。

紅外影像助力保護(hù)策略制定

近年來，雪豹從難覓蹤跡的“雪山隱士”轉(zhuǎn)變?yōu)轭l繁在媒體報(bào)道中“露臉”的“小網(wǎng)紅”，或出鏡紅外相機(jī)求偶帶崽，或在鏡頭中“直播”標(biāo)記領(lǐng)地行為，更有“膽大者”潛入牧民家畜舍飼大快朵頤。得益于紅外相機(jī)的使用，雪豹已成為“云養(yǎng)網(wǎng)紅”。

紅外相機(jī)是常用的野生動(dòng)物調(diào)查手段，當(dāng)野生動(dòng)物進(jìn)入紅外相機(jī)的輔應(yīng)區(qū)域時(shí)，相機(jī)將通過紅外感應(yīng)模塊觸發(fā)拍照或錄像功能，以此獲取當(dāng)?shù)匾吧鷦?dòng)物的信息。

2011年開始，公益組織山水自然保護(hù)中心、北京大學(xué)自然保護(hù)與社會發(fā)展研究中心以及其他合作伙伴在青海、西藏、四川、云南、北京等地開展了紅外相機(jī)調(diào)查與長期監(jiān)測。

山水自然保護(hù)中心保護(hù)主任趙翔介紹，紅外相機(jī)的廣泛使用，幫助研究者記錄到大量曾經(jīng)難以直接觀察到的物種活動(dòng)影像，基于這些影像的長期積累，可以對于物種的活動(dòng)節(jié)律、棲息地選擇、物種間關(guān)系開展持續(xù)的研究，從而支持保護(hù)地制定更為科學(xué)的保護(hù)策略。隨著越來越多的野生動(dòng)物影像在互聯(lián)網(wǎng)平臺傳播，普通公眾對于野生動(dòng)物的認(rèn)識與了解也獲得了明顯提升。這無疑拉近了公眾與野生動(dòng)物的距離。

“除了紅外相機(jī)之外，頸圈GPS跟蹤，以及遺傳學(xué)等技術(shù)也被廣泛運(yùn)用于野生動(dòng)物的監(jiān)測和研究之中。比如遺傳學(xué)，通過提取動(dòng)物糞便、毛發(fā)中的DNA，可以研究了解不同種群的野生動(dòng)物之間的遺傳關(guān)系，基于此評估道路、基礎(chǔ)建設(shè)等對于物種間交流的阻隔，從而推動(dòng)野生動(dòng)物廊道建設(shè)等工作。”趙翔表示。

AI讓研究人員更懂野生動(dòng)物

準(zhǔn)確、快速地對野生動(dòng)物進(jìn)行個(gè)體識別，實(shí)現(xiàn)連續(xù)的“焦點(diǎn)動(dòng)物取樣”和個(gè)體全覆蓋的“全事件取樣”，能夠使動(dòng)物保護(hù)工作更加科學(xué)。

川金絲猴是一種中國特有的珍稀靈長類物種，生存在陜西秦嶺、四川西部、甘肅南部和湖北神農(nóng)架等地區(qū)。對金絲猴的個(gè)體識別，傳統(tǒng)上采用人工標(biāo)記或者人工記憶的方法，而人工記憶往往需要專業(yè)人員蹲點(diǎn)觀察1至2個(gè)月。現(xiàn)在，通過人工智能等新技術(shù)，野生動(dòng)物的身份識別更加便利。

近年來，西北大學(xué)教授郭松濤與計(jì)算機(jī)科學(xué)領(lǐng)域?qū)＜医?dòng)物AI研究團(tuán)隊(duì)。團(tuán)隊(duì)利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)原理，首次開發(fā)出基于Tri-AI技術(shù)的金絲猴個(gè)體識別系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了對野生個(gè)體的準(zhǔn)確身份識別和連續(xù)跟蹤采樣。

郭松濤表示，在開展動(dòng)物跟蹤研究時(shí)，傳統(tǒng)辦法是通過人的經(jīng)驗(yàn)積累識別動(dòng)物個(gè)體。“但在進(jìn)行野生動(dòng)物保護(hù)時(shí)，我們不可能給成千上萬只金絲猴做標(biāo)記。有時(shí)我們通過DNA識別，比如得到動(dòng)物的毛發(fā)和糞便，下次再遇到它可以檢測出來，但這需要到實(shí)驗(yàn)室里鑒別，非常麻煩，達(dá)不到實(shí)時(shí)識別的要求。”郭松濤說。此時(shí)，就需要AI來幫忙了。

相較于人臉識別，“猴臉識別”的難度在于金絲猴的臉部皮膚帶毛區(qū)域多，且毛發(fā)區(qū)域相對更明顯，紋理特征更復(fù)雜，對識別系統(tǒng)的深度學(xué)習(xí)能力提出了更高的要求。經(jīng)過多年研究，目前，識別技術(shù)平均識別精度已達(dá)94%。以往團(tuán)隊(duì)聚焦靈長類動(dòng)物識別，現(xiàn)已拓展至犬科、貓科等40余種不同動(dòng)物。

這些研究成果將為后期對金絲猴個(gè)體的行為監(jiān)控、群體生存狀態(tài)檢測和活動(dòng)規(guī)律的研究奠定基礎(chǔ)，從而讓研究人員更懂金絲猴，為金絲猴保護(hù)政策和措施的制定提供更可靠的依據(jù)。

除了“猴臉識別”外，“虎臉識別”技術(shù)也在加速。

為高效完成東北虎豹及其獵物的影像數(shù)據(jù)初步篩選、物種分類、個(gè)體識別等信息處理工作，國家林業(yè)和草原局貓科動(dòng)物研究中心與哈爾濱工業(yè)大學(xué)、哈工大大數(shù)據(jù)集團(tuán)，共同合作研發(fā)建設(shè)“野生動(dòng)物AI大數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)監(jiān)測平臺”。

利用物聯(lián)網(wǎng)感知、大數(shù)據(jù)與智能機(jī)器視覺等前沿技術(shù)，該平臺可建立以體態(tài)、步態(tài)、顏色、皮毛花紋為主要識別要素的個(gè)體識別模型。同時(shí)對靜態(tài)圖片、動(dòng)態(tài)影像資料等進(jìn)行人工智能生物個(gè)體識別，針對影像數(shù)據(jù)識別框選出疑似東北虎、東北豹、獵物個(gè)體的圖像范圍，并實(shí)時(shí)標(biāo)注個(gè)體識別結(jié)果、個(gè)體識別相似度等。

“數(shù)據(jù)，讓我們更懂野生動(dòng)物。”哈工大大數(shù)據(jù)集團(tuán)副總裁李福泉說。

相信未來，將會有更多科技成果驅(qū)動(dòng)野生動(dòng)物保護(hù)和研究工作，構(gòu)建野生動(dòng)物保護(hù)的數(shù)據(jù)智能時(shí)代。