在大熊貓國家公園建設過程中，甘肅白水江國家級自然保護區(qū)率先建成大熊貓棲息地空間數(shù)據(jù)動態(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)計熊貓數(shù)量。現(xiàn)在，在野生動物進入監(jiān)控區(qū)之后，動態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)可自動對其進行識別、辨認與拍攝，有效提升了野生動物監(jiān)測保護工作的效率。

今年5月1日起，新《野生動物保護法》正式施行。加強野生動物保護，對維護生物多樣性，推進生態(tài)文明建設具有重要意義。多年來，智慧監(jiān)測系統(tǒng)、遠紅外相機、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物保護工作提供了有力保障，促進著野生動物種群的穩(wěn)定和生態(tài)平衡的恢復。

智慧監(jiān)測系統(tǒng)提高保護效率

2021年，我國正式設立大熊貓、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)略格局的關鍵區(qū)域，涵蓋了近30%的陸域國家重點保護野生動植物種類。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物的保護提供了新契機。

在大熊貓國家公園建設過程中，甘肅白水江國家級自然保護區(qū)率先建成大熊貓棲息地空間數(shù)據(jù)動態(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)計熊貓數(shù)量，這種方式存在耗費人力多、調(diào)查時間長等缺點。現(xiàn)在，在野生動物進入監(jiān)控區(qū)之后，動態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)可自動對其進行識別、拍攝，準確辨認野生動物的類型。這一監(jiān)測系統(tǒng)使得工作人員足不出戶就能看到保護區(qū)內(nèi)的真實情況，有效提升了野生動物監(jiān)測保護工作的效率。

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

除了對野生動物進行個體蹲守和跟蹤保護外，保護野生動物的棲息環(huán)境也十分關鍵。

三江源國家公園是全球少有的大型、珍稀、瀕危野生動物主要集中分布區(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)平臺建設和開發(fā)應用”項目正在落地實踐，通過直升機和系留球空中監(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、決策服務水平，有效助力三江源生態(tài)環(huán)境保護。

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，草地植被覆蓋率達67.31%，生物多樣性得到了極大恢復，特別是旗艦物種藏羚羊從保護初期的不足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)國家重點實驗室主任趙新全表示，如今，三江源國家公園食肉動物雪豹、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。

紅外影像助力保護策略制定

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

紅外相機是常用的野生動物調(diào)查手段，當野生動物進入紅外相機的輔應區(qū)域時，相機將通過紅外感應模塊觸發(fā)拍照或錄像功能，以此獲取當?shù)匾吧鷦游锏男畔ⅰ?/p>

2011年開始，公益組織山水自然保護中心、北京大學自然保護與社會發(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調(diào)查與長期監(jiān)測。

山水自然保護中心保護主任趙翔介紹，紅外相機的廣泛使用，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影像，基于這些影像的長期積累，可以對于物種的活動節(jié)律、棲息地選擇、物種間關系開展持續(xù)的研究，從而支持保護地制定更為科學的保護策略。隨著越來越多的野生動物影像在互聯(lián)網(wǎng)平臺傳播，普通公眾對于野生動物的認識與了解也獲得了明顯提升。這無疑拉近了公眾與野生動物的距離。

“除了紅外相機之外，頸圈GPS跟蹤，以及遺傳學等技術也被廣泛運用于野生動物的監(jiān)測和研究之中。比如遺傳學，通過提取動物糞便、毛發(fā)中的DNA，可以研究了解不同種群的野生動物之間的遺傳關系，基于此評估道路、基礎建設等對于物種間交流的阻隔，從而推動野生動物廊道建設等工作?！壁w翔表示。

AI讓研究人員更懂野生動物

準確、快速地對野生動物進行個體識別，實現(xiàn)連續(xù)的“焦點動物取樣”和個體全覆蓋的“全事件取樣”，能夠使動物保護工作更加科學。

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)。對金絲猴的個體識別，傳統(tǒng)上采用人工標記或者人工記憶的方法，而人工記憶往往需要專業(yè)人員蹲點觀察1至2個月?，F(xiàn)在，通過人工智能等新技術，野生動物的身份識別更加便利。

近年來，西北大學教授郭松濤與計算機科學領域專家建立動物AI研究團隊。團隊利用神經(jīng)網(wǎng)絡原理，首次開發(fā)出基于Tri-AI技術的金絲猴個體識別系統(tǒng)，實現(xiàn)了對野生個體的準確身份識別和連續(xù)跟蹤采樣。

郭松濤表示，在開展動物跟蹤研究時，傳統(tǒng)辦法是通過人的經(jīng)驗積累識別動物個體?！暗谶M行野生動物保護時，我們不可能給成千上萬只金絲猴做標記。有時我們通過DNA識別，比如得到動物的毛發(fā)和糞便，下次再遇到它可以檢測出來，但這需要到實驗室里鑒別，非常麻煩，達不到實時識別的要求?！惫蓾f。此時，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，紋理特征更復雜，對識別系統(tǒng)的深度學習能力提出了更高的要求。經(jīng)過多年研究，目前，識別技術平均識別精度已達94%。以往團隊聚焦靈長類動物識別，現(xiàn)已拓展至犬科、貓科等40余種不同動物。

這些研究成果將為后期對金絲猴個體的行為監(jiān)控、群體生存狀態(tài)檢測和活動規(guī)律的研究奠定基礎，從而讓研究人員更懂金絲猴，為金絲猴保護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、個體識別等信息處理工作，國家林業(yè)和草原局貓科動物研究中心與哈爾濱工業(yè)大學、哈工大大數(shù)據(jù)集團，共同合作研發(fā)建設“野生動物AI大數(shù)據(jù)實時監(jiān)測平臺”。

利用物聯(lián)網(wǎng)感知、大數(shù)據(jù)與智能機器視覺等前沿技術，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體識別模型。同時對靜態(tài)圖片、動態(tài)影像資料等進行人工智能生物個體識別，針對影像數(shù)據(jù)識別框選出疑似東北虎、東北豹、獵物個體的圖像范圍，并實時標注個體識別結果、個體識別相似度等。

“數(shù)據(jù)，讓我們更懂野生動物?！惫ご蟠髷?shù)據(jù)集團副總裁李福泉說。

相信未來，將會有更多科技成果驅動野生動物保護和研究工作，構建野生動物保護的數(shù)據(jù)智能時代。