珍稀動物保護系統(tǒng)

1、珍稀動物保護系統(tǒng)珍稀動物野外監(jiān)測站珍稀動物野外監(jiān)測站是珍稀動物生存自然環(huán)境、珍稀動物定位與跟蹤、種群保護、野化訓(xùn)練、野外搶救、野化放歸以及珍稀動物科研管理的前方觸角。通過建立在珍稀動物棲息地、野化訓(xùn)練基地的監(jiān)測站，將前方的自然環(huán)境數(shù)據(jù)、珍稀動物聲音、視頻、位置等數(shù)據(jù)進行收集、分析和處理，將相關(guān)信息傳遞到后端，后端對這些數(shù)據(jù)進行分析、研究，從而形成珍稀動物野保護的相應(yīng)模式、產(chǎn)生保護預(yù)警、生成保護預(yù)案、進行合理處置，最終達(dá)到保護珍稀動物的目的。珍稀動物野外監(jiān)測站根據(jù)不同的自然環(huán)境和經(jīng)濟發(fā)展情況，可以采用如下三種不同的建設(shè)模式：1、 全新建立珍稀動物野外監(jiān)測站：這種模式是指在珍稀動物保護關(guān)鍵地區(qū)、野

2、化培訓(xùn)地區(qū)等建立相應(yīng)的鐵塔或建筑物，安裝相應(yīng)的野外監(jiān)測設(shè)備，對珍稀動物進行全面的監(jiān)測；2、 在瞭望塔上改建珍稀動物野外監(jiān)測站：在現(xiàn)有的林業(yè)瞭望塔上安裝珍稀動物野外監(jiān)測設(shè)備，借用瞭望塔的基礎(chǔ)設(shè)施，構(gòu)建珍稀動物野外監(jiān)測站；3、 在運營商基站上搭載珍稀動物野外監(jiān)測站：各通訊運營商在野外建立的基站，具備了電力、通訊、鐵塔等基礎(chǔ)設(shè)施，只需要在其上加裝監(jiān)控的設(shè)備，通過其網(wǎng)絡(luò)進行珍稀動物的保護。珍稀動物野外監(jiān)測站是為珍稀動物的行為模式研究、生態(tài)安全保護、野化訓(xùn)練等提供技術(shù)手段和數(shù)據(jù)支撐，通過珍稀動物野監(jiān)測站主要實現(xiàn)如下功能：1、 環(huán)境數(shù)據(jù)收集：對監(jiān)測站周邊的自然環(huán)境，包括溫度、濕度、風(fēng)速、風(fēng)向、氣壓、雨量等

3、相關(guān)要素進行收集和存儲，這些數(shù)據(jù)對研究珍稀動物的生存環(huán)境提供實時數(shù)據(jù)，以及對研究環(huán)境變化提供連續(xù)的數(shù)據(jù)進行分析。2、 珍稀動物智能識別：通過安裝在前端的攝像頭，對監(jiān)測站周邊的進行實時的視頻監(jiān)控，對每一個監(jiān)控畫面進行智能處理，自動的發(fā)現(xiàn)珍稀動物，并對其進行定位、跟蹤。3、 珍稀動物聲音收集：對監(jiān)測站周邊的聲音數(shù)據(jù)進行收集，經(jīng)過前端的智能識別處理器，過濾出所保護的珍稀動物聲音數(shù)據(jù)進行處理、存儲和傳輸，進行為后端研究不同的珍稀動物不同時期不同聲音模式提供數(shù)據(jù)支撐。4、 珍稀動物定位與跟蹤：對監(jiān)測站發(fā)現(xiàn)的珍稀動物進行定位，發(fā)出預(yù)警信息，并對所發(fā)現(xiàn)的個體進行實時的錄像、錄音動作，對珍稀動物的行動路線進行

4、跟蹤，將相關(guān)信息傳遞給其路線上的下一個監(jiān)控點，完成對珍稀動物生活范圍、行動路線等的考察、研究。5、 珍稀動物保護通訊支撐：珍稀動物大多活動在野外環(huán)境中，更加詳實、更加全面的保護需要增加靈活的、機動的研究人員實地考察研究和記錄，所以通過監(jiān)測站為研究人員進行野外調(diào)研提供通訊支撐，以保障人員安全、通信暢通。6、 保護動物個體管理：監(jiān)測站完成其周邊被標(biāo)識的動物個體進行接入、定位和跟蹤。對于珍稀動物個體，如野化訓(xùn)練的個體、放歸個體等增加定位項圈或其它裝置，當(dāng)該個體進入到監(jiān)測站監(jiān)測范圍之后，對其全部活動進行記錄和管理。7、 監(jiān)測站自身保護：由于監(jiān)測站地處野外，防盜、防破壞等是防范措施是基礎(chǔ)，通過電子圍欄等

5、對監(jiān)測站自身進行監(jiān)控、預(yù)警、人為干預(yù)、錄像等。珍稀動物野外監(jiān)測站構(gòu)成如下圖所示：如上圖所示，珍稀動物野外監(jiān)測站的組成，其包括：1、 氣象要素站：氣象要素站通過對珍稀動物野外監(jiān)測站所處位置的濕度、溫度、風(fēng)向、風(fēng)速、氣壓及雨量等要素；2、 數(shù)據(jù)云臺：對前端視頻監(jiān)控設(shè)備進行控制，實現(xiàn)對監(jiān)控畫面的角度、遠(yuǎn)近等進行控制。3、 攝像機：對前端的進行實時的視頻監(jiān)控，根據(jù)不同的監(jiān)控精度要求選擇不同鏡頭。4、 短波電臺及Wifi接入：實現(xiàn)監(jiān)控點周邊的語音通訊和數(shù)據(jù)接入。5、 視頻編碼器：對前端接入的監(jiān)控圖像進行編碼、解碼；6、 太陽能及風(fēng)力：為監(jiān)控點提供補充電力支持。7、 基站控制器：對整個基站相關(guān)設(shè)備進行控制

6、、監(jiān)控和收集；8、 微波發(fā)射/中繼：通過微波對基站收集的視頻數(shù)據(jù)向后方傳遞；9、 拾音：對監(jiān)控點周邊的聲音進行收集。10、 智能處理器：智能處理器對攝像頭獲取的圖像進行智能識別，對珍稀動物進行發(fā)現(xiàn)，對音頻數(shù)據(jù)進行過濾識別。11、 北斗：實現(xiàn)基站與控制中心進行時間通步，預(yù)警信息傳遞、控制信息傳遞，實現(xiàn)前端與后端的互動。珍稀動物個體攜帶器珍稀動物個體攜帶器是指安置在動物個體上用于獲取地理位置以及周圍環(huán)境參數(shù)等信息的設(shè)備，然后通過信息接收器將珍稀動物個體攜帶器獲取的位置及周圍環(huán)境參數(shù)等信息并傳輸給后臺信息處理系統(tǒng)的設(shè)備，后臺的信息處理系統(tǒng)通過對數(shù)據(jù)進行分析處理根據(jù)研究人員要求在地理信息系統(tǒng)平臺輸出結(jié)

7、果。珍稀動物個體攜帶器，用于標(biāo)識監(jiān)控物，并反饋被監(jiān)控物的反饋，收集動物個體相關(guān)信息，對于大熊貓的保護來說，根據(jù)大熊貓的實際情況，采取北斗頸圈的形式。在對大熊貓進行野化訓(xùn)練、個體跟蹤、種群研究時，通過該項圈對大熊貓個體信息的位置、健康、聲音等數(shù)據(jù)進行收集，作為后臺處理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)源頭。由于大熊貓生存在野外狀態(tài)下，需要該定位跟蹤器能夠在較長期持續(xù)采集數(shù)據(jù)，因此需要保證大熊貓個體攜帶設(shè)備能在各種復(fù)雜環(huán)境下長期穩(wěn)定的工作。珍稀動物個體攜帶器應(yīng)由北斗定位模塊、信息收集器、數(shù)據(jù)存儲傳輸模塊、供電模塊以及控制模塊組成。其中北斗模塊負(fù)責(zé)實現(xiàn)地理位置信息的獲取功能；信息收集器對聲音、健康、設(shè)備狀態(tài)等信息進行收集、

8、處理；數(shù)據(jù)存儲模傳輸塊用于存儲北斗定位模塊信息、個體信息等，并實現(xiàn)數(shù)據(jù)存儲模塊中數(shù)據(jù)的傳輸功能；供電模塊為監(jiān)控器提供電力能源；控制模塊負(fù)責(zé)管理其他各模塊的工作模式。具體結(jié)構(gòu)如下：如上圖所示，珍稀動物個體攜帶器各個組成部分的功能如下：1、 定位模塊：通過該定位模塊對珍稀動物個體所處的位置進行標(biāo)識；2、 信息收集器：信息收集器主要完成聲音數(shù)據(jù)、個體健康信息、設(shè)備狀態(tài)信息等信息的收集和數(shù)字化；3、 數(shù)據(jù)存儲傳輸模塊：通過該模塊對數(shù)字化的數(shù)據(jù)進行存儲，與傳輸節(jié)點進行通信和數(shù)據(jù)傳辦理。4、 控制模塊：對攜帶器進行控制，如控制設(shè)備的開機關(guān)機時間、數(shù)據(jù)采集頻率，與后端處理的系統(tǒng)的交互操作，控制指令的收發(fā)與設(shè)

9、備狀態(tài)的反饋等。5、 供電模塊：為設(shè)備的正常運行提供電力支撐。建設(shè)目標(biāo)野生動物是重要的自然資源，我國是世界上動物種類最多的國家之一，其中被列為國家級保護的珍稀動物有257個種（屬），包括亞種在內(nèi)有400種。為了使這些珍稀動物得到切實的保護和合理的開發(fā)利用，中華人民共和國野生動物保護法頒布了。該保護法確立了以生態(tài)建設(shè)為主的野生動物保護可持續(xù)發(fā)展道路，在貫徹可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略中賦予了野生動物保護以重要地位，在生態(tài)建設(shè)中賦予了野生動物以重要地位。四川是全球最大最完整的大熊貓棲息地，全球30%以上的野生大熊貓棲息于此。另外，這里亦是小熊貓、雪豹及云豹等瀕危物種棲息的地方。對大熊貓的保護包括野生大熊貓及其棲

10、息地、圈養(yǎng)大熊貓及其飼養(yǎng)繁殖、疾病防治、野外搶救、野化培訓(xùn)與野外放歸等，通過對大熊貓全生命周期的管理，改善大熊貓種群數(shù)量和質(zhì)量，保護和優(yōu)化以大熊貓為主的整個生態(tài)系統(tǒng)。珍稀動物保護通過如上圖所示兩個維度進行深化管理：一是動物所處環(huán)境：珍稀動物的保護包括對野生環(huán)境下的動物保護和人工飼養(yǎng)環(huán)境中的動物保護。在人工環(huán)境下對珍稀動物從繁殖、飼養(yǎng)、疾病的全生命周期管理；對于野外環(huán)境中的保護個體進行識別、定位和跟蹤。二是管理對象：對所保護的珍稀動物從個體和群體兩個角度進行管理研究，進而建立更加合理的野生動物生態(tài)環(huán)境。系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)如下圖所示：系統(tǒng)由前端采集設(shè)備、后端服務(wù)以及使用客戶端三大部分組成。系統(tǒng)采用視頻智

11、能識別監(jiān)測分析算法，對監(jiān)控攝像機畫面內(nèi)容進行目標(biāo)識別與行為檢測。當(dāng)動物進入被監(jiān)控區(qū)域、跨越設(shè)定警戒線或在本區(qū)域滯留等情況的時候，生成報警信息，通知管理員，并聯(lián)動高清攝像機進行拍照。通過音頻數(shù)據(jù)智能識別收集，對珍稀動物的聲音數(shù)據(jù)進行識別。通過珍稀動物個體攜帶器或者是珍稀動物野外監(jiān)測站對動物的聲音進行收集、存儲，根據(jù)系統(tǒng)設(shè)置，實時或周期性的將數(shù)據(jù)傳遞到后端處理系統(tǒng)。通過高效、高性能、高準(zhǔn)確度、高精確度的野生珍稀動物實時保護監(jiān)測。系統(tǒng)能夠根據(jù)監(jiān)測信息，智能化識別動物類型、聲音并記錄在案。而且可以根據(jù)歷史數(shù)據(jù)，進行二次分析、統(tǒng)計，生成珍稀動物的活動范圍圖，活動頻率分析圖，相關(guān)的趨勢圖等，并可根據(jù)預(yù)設(shè)指

12、標(biāo)產(chǎn)生趨勢報警信息，將信息上發(fā)到管理人員，及時安排人手處理異常，減少不必要的損失。珍稀動物保護管理系統(tǒng)將基于“數(shù)字臥龍”的基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境、統(tǒng)一數(shù)據(jù)存儲環(huán)境、數(shù)據(jù)集成與服務(wù)平臺、安全保障的基礎(chǔ)之上構(gòu)建：1、 數(shù)據(jù)資源規(guī)范：遵循數(shù)據(jù)元素規(guī)范、信息分類編碼規(guī)范、用戶視圖規(guī)范、概念數(shù)據(jù)庫規(guī)范和邏輯數(shù)據(jù)庫規(guī)范，保證系統(tǒng)信息的一致性；2、 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)及數(shù)據(jù)庫規(guī)劃：確保數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的一致性、數(shù)據(jù)的集中性、數(shù)據(jù)的分類存放特點，從而保障數(shù)據(jù)的集成特性。3、 存儲及數(shù)據(jù)容災(zāi)：采用存儲的備份策略、數(shù)據(jù)安全性策略，保障數(shù)據(jù)的可恢復(fù)性、安全性；4、 協(xié)同工具和集成：通過工作流引擎進行緊密銜接，保障工作流程運行的順暢。5、 門戶

13、管理：與統(tǒng)一門戶進行集成，保障用戶的權(quán)限集中管理、用戶的鑒權(quán)、認(rèn)證、用戶信息安全性。6、 野外數(shù)據(jù)采集與巡護信息管理：野外考察是獲取數(shù)據(jù)資源的重要方法之一，它是珍稀物種免受人為破壞和開展珍稀特種如大熊貓的生態(tài)生物學(xué)研究的基礎(chǔ)。7、 珍稀動物定位跟蹤管理：對所監(jiān)視的珍稀動物進行定位、跟蹤，標(biāo)識出動物的實時位置以及行進路線，對珍稀動物的活動路線及范圍進行研究。8、 基礎(chǔ)環(huán)境監(jiān)測管理：對基礎(chǔ)自然環(huán)境數(shù)據(jù)進行收集、傳輸、處理和分析，對珍稀動物所處的自然環(huán)境數(shù)據(jù)進行實時掌控和預(yù)警處理。9、 保護與科研管理：從保護的角度出發(fā)，對珍稀動物的保護從實時監(jiān)控、可視化展現(xiàn)、動物行為分析、動物聲音分析處理、繁殖管理

14、、飼養(yǎng)管理、疾控管理、輔助決策支持、科研管理及電子檔案的管理。建設(shè)規(guī)模珍稀動物保護將1 個管理控制中心，？個野外監(jiān)測站，產(chǎn)為？個熊貓配帶攜帶器，為實現(xiàn)對？平方公里內(nèi)的野生大熊貓和野化大熊貓進行保護，并對自然環(huán)境、大熊貓的科學(xué)研究和決策分析等數(shù)據(jù)進行積累和運用。包括：1、 一個管理控制中心：建立一個管理控制中心，在管理中心對前端監(jiān)測站的運行情況進行監(jiān)控和控制，對監(jiān)控觀測的熊貓個體進行定位與跟蹤。在管理中心對所有管理數(shù)據(jù)、監(jiān)控視頻、采集的音頻、業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)等進行統(tǒng)一存儲管理。在管理中心部署應(yīng)用服務(wù)器、視頻服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、監(jiān)控大屏、會議系統(tǒng)等實現(xiàn)對珍稀動物的監(jiān)控、預(yù)警、處理、分析和決策支撐管理。2

15、、 野外監(jiān)測站：建立？個野外監(jiān)測站，通過微波或者光纖的方式將野外監(jiān)測站的視頻大流量數(shù)據(jù)傳遞到管理監(jiān)控中心進行管理；通過監(jiān)測站收集通過監(jiān)測范圍內(nèi)的大熊貓音頻數(shù)據(jù)、位置數(shù)據(jù)的收集與傳輸；通過監(jiān)測站為野外考察和保護工作提供通訊和網(wǎng)絡(luò)支撐。3、 大熊貓攜帶器：為？個處理野化訓(xùn)練階段的個體大熊貓配帶大熊貓攜帶器，實現(xiàn)大熊貓的定位與跟蹤，有效的保護大熊貓個體，收集大熊貓個體的活動信息，為更好的做好大熊貓保護積累數(shù)據(jù)和經(jīng)驗。建設(shè)內(nèi)容序號設(shè)備名稱技術(shù)參數(shù)價格數(shù)量 金額1、數(shù)傳電臺工作頻率：220240MHz。傳輸速率：大于等于19200bps。工作方式：支持單工,半雙工,全雙工等方式,話音和數(shù)據(jù)兼容,提供對講

16、通話。傳輸距離：30公里以上(開闊無阻擋)。物理接口：標(biāo)準(zhǔn)RS-232，通信速率可從300到38400bps可調(diào)，完全透明傳輸。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)：支持點對點,點對多點傳輸，一級或多級中轉(zhuǎn)組網(wǎng)。調(diào)制方式：CPFSK。信道間隔：12.5KHz/25KHz。發(fā)射功率：100mW5W連續(xù)可調(diào)。誤碼靈敏度：-111dBm以上（誤碼率BER10E-6）。收發(fā)轉(zhuǎn)換時間：3ms。工作溫度：-20+60，工作時：-20+70。相對濕度：95%，40，無冷凝。支持220V交流供電/24V直流電源。2、拾音器監(jiān)聽距離：20米拾音音頭：錄音采訪指向音頭指向特性：界面指向靈敏度：-44 dB(10.0 mV e 1V at 1

17、 Pa)信噪比：66 dB (1 kHz 于 1 Pa)失真2 1.2% (110dB聲壓、A加權(quán))失真1 0.3% (74dB聲壓、 A加權(quán))最大音壓：120dB 聲壓(1 kHz 3% THD、A加權(quán).)頻率響應(yīng)：150Hz 12kHz(90dB聲壓、A加權(quán))音頻輸出值：2.5Vpp/90dB聲壓(A加權(quán))信號處理方式：Dynamic voice 動態(tài)語音處理動態(tài)范圍：78 dB(1kHz at Max dB SPL)輸出阻抗：6001K 歐姆 非平衡音頻輸出值：2.5Vpp/100dB聲壓保護電路：極性保護、錯接保護、雷擊保護連接方式：三線制:電源線(紅色)、音頻(白色)、公共地(黑色)

18、信號傳輸距離：3000米 雙絞線、屏蔽電纜(電磁復(fù)雜環(huán)境請用屏蔽電纜)電源電壓：線性穩(wěn)壓電源DC 9V-20V(建議使用12V)電源電流：20 mA工作環(huán)境溫度：-40 75電磁兼容性：符合GB 9254-2008可靠性指標(biāo)：MTNF80000小時外殼材質(zhì)：金屬安裝方式：底座黏貼3、攜帶器定位精度:10米頻率：不高于433MHZ超過125Kg的重量時能自動斷裂；重量：小于200g 工作時間：兩年以上 工作溫度 -3070要求提供詳細(xì)設(shè)計方案 每天不少于定位4次，發(fā)送4次 防水、防震 電磁干擾性：滿足 GJB151A-1997中 RE102的要求；電磁敏感性：滿足 GJB151A-1997中 RS103的要求；低電壓報警功能 工作濕度：5%95%4、林火相關(guān)的其它設(shè)備5、6、效益分析生態(tài)效益分析通過項目的實施建設(shè)將對大熊貓及相關(guān)珍稀動物的保護提供基礎(chǔ)設(shè)施