1. 建立以國家公園為主體的自然保護地體系

自然保護地是生態(tài)建設(shè)的核心載體、中華民族的寶貴財富、美麗中國的重要象征，在維護國家生態(tài)安全、保護生物多樣性、保存自然遺產(chǎn)和改善生態(tài)環(huán)境質(zhì)量等方面發(fā)揮著重要作用。

截至目前，我國已建立各級各類自然保護地超過1.18萬個，保護面積覆蓋我國陸域面積的18%、領(lǐng)海面積的4.6%。 

全國各級各類自然保護區(qū)已達2750處，其中國家級自然保護區(qū)有474處，各類陸域自然保護地面積達到了170多萬平方公里。

中共中央辦公廳、國務院辦公廳《關(guān)于建立以國家公園為主體的自然保護地體系的指導意見》提出加快建立以國家公園為主體的自然保護地體系，明確指出2020年構(gòu)建統(tǒng)一的自然保護地分類分級管理體制；2025年初步建成以國家公園為主體的自然保護地體系；2035年自然保護地規(guī)模和管理達到世界先進水平，全面建成中國特色自然保護地體系。

2. 科技手段助力智慧自然保護地建設(shè)

《指導意見》在推進智慧保護地建設(shè)方面提出了總體建設(shè)目標：以提升自然保護地（區(qū)）生態(tài)安全為目的，充分發(fā)揮自然保護地（區(qū)）生態(tài)保護主體功能為宗旨，以“智慧自然保護地（區(qū)）”建設(shè)為核心，依托生態(tài)環(huán)境監(jiān)管平臺和大數(shù)據(jù)，利用云計算、物聯(lián)網(wǎng)、數(shù)字孿生、人工智能等高科技手段和現(xiàn)代化設(shè)備促進自然保育、巡護和監(jiān)測的信息化、智能化，構(gòu)建自然保護地（區(qū)）可感知、可互聯(lián)、可管理、可分析的一體化業(yè)務體系，打造“天、空、地、人”一體化的監(jiān)測感知網(wǎng)，形成針對自然保護地的立體實時感知、管護協(xié)同高效、生態(tài)價值凸顯、服務內(nèi)外一體的自然保護地（區(qū)）發(fā)展新模式。 

3．智慧自然保護地生物多樣性保護的必要性

人類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的寶貴遺產(chǎn)，也是全世界人民的共同財富。因此保護生物多樣性，拯救珍稀瀕危的物種，應科學、系統(tǒng)地建立生物多樣性監(jiān)測體系，才有利于建立科學的資源保護管理體系，為物種生存、繁衍提供良好的環(huán)境氛圍；也能更好的實現(xiàn)生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定，促進林業(yè)、保護地的有效發(fā)展，以及人與自然和諧共處，實現(xiàn)可持續(xù)性發(fā)展。

4. 生物多樣性保護技術(shù)分析

生物多樣性保護技術(shù)包括四個方面：野生動物監(jiān)測管理、野生植物監(jiān)測管理、古樹名木監(jiān)測管理以及動物救助管理。

4.1 生物多樣性管理：野生動物監(jiān)測管理     

4.1.1 技術(shù)方案/架構(gòu)
充分利用高空視頻、高清視頻、無人機視頻和紅外相機進行連續(xù)觀測，采用AI識別方法對保護區(qū)內(nèi)的野生動物多樣性種群數(shù)量、屬科目多樣性、新發(fā)現(xiàn)物種、新分布棲息地等進行監(jiān)測、識別、分類和數(shù)據(jù)匯總，為野生動保護成效評價提供數(shù)據(jù)支撐。

4.1.2 視覺AI識別技術(shù) 

通過來自高空視頻、高清視頻和無人機視頻的前端監(jiān)測，直接采用深度AI算法解決并分析，能夠有效觀測到野生動物的活動動向。在深度學習和算法訓練（大規(guī)模標注后的照片樣本）后的AI能夠達到人眼可辨識的水平。

▲AI算法訓練流程     

4.1.3 照片AI識別技術(shù)

來自紅外抓拍相機拍攝到的照片，在進行數(shù)據(jù)清洗后，再次進行粗分類和細分類處理，挑選出可供識別和分類的照片。

▲AI照片分類流程 
    

4.1.4 AI技術(shù)目前主要問題 

AI識別技術(shù)目前所遇到的主要問題有：識別有誤、識別數(shù)量有缺漏、抓拍不清晰、干擾項多等問題待解決。

▲抓拍不清晰 

▲抓拍數(shù)量有缺漏

除此之外，設(shè)備安裝過程中也有一部分問題存在，比如：受環(huán)境干擾影響，誤拍照片較多，極大的消耗電能；電池供電方式最長時間6個月，由于更換太頻繁，特別是大規(guī)模安裝時更換電池，工作量會增大；在沒有NB-IOT、4G通信區(qū)域，依靠人工取卡，同樣工作量巨大。     

4.1.5 解決方案 

AI識別的訓練是一個循序漸進的過程，需要通過海量圖片的反復識別訓練，加上人工矯正，可以有效提高AI識別的正確率。 關(guān)于設(shè)備技術(shù)，現(xiàn)已在探索階段：通過雙鑒技術(shù)AI前端識別，減小誤拍節(jié)省電能；使用10W光伏供電，使紅外抓拍相機至少有5年壽命；可以自組網(wǎng)絡讓紅外抓拍相機自動傳輸照片。 

4.2 生物多樣性管理：野生植物監(jiān)測管理 

野生植物的保護通過實時連續(xù)觀測物候圖像和氣候環(huán)境大數(shù)據(jù)，建立珍稀植物生長和生境數(shù)據(jù)庫，對生長狀態(tài)、生存環(huán)境、變化趨勢等進行有效分析評估，為科學保護野生植物和人工培養(yǎng)提供數(shù)據(jù)支撐。

4.3 生物多樣性管理：珍稀植物物候觀測 

針對特定保護植物，訓練AI視覺算法模型，能有效觀測：吐芽、展葉、苞蕾、開花、謝花、結(jié)果、成果、脫落、黃葉、落葉等全周期生長過程，同時自動拍照和記錄水、土、氣等生境信息。

4.4 生物多樣性管理：古樹名木監(jiān)測管理
對古樹名木進行實時連續(xù)有效觀測，包括安防監(jiān)測、倒伏監(jiān)測、物候監(jiān)測，建立專項數(shù)據(jù)庫，結(jié)合氣候監(jiān)測數(shù)據(jù)和土壤等環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)，對生長狀態(tài)、變化趨勢等進行有效分析評估，加強古樹名木有效保護力度。

4.5 生物多樣性管理：動物救助管理
對救助過程、動物狀態(tài)進行信息化記錄管理，并提出合理化建議，便于自然保護區(qū)開展動物救援工作。

自然保護地是自然資源和生物多樣性保護的重要基地，科技的日新月異正在給自然保護地賦能，并為保護管理和可持續(xù)發(fā)展帶來了無限可能。