珍稀动物保护系统课件doc.docx

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珍稀动物保护系统课件doc

珍稀动物保护系统

珍稀动物野外监测站

珍稀动物野外监测站是珍稀动物生存自然环境、珍稀动物定位与跟踪、种群

保护、野化训练、野外抢救、野化放归以及珍稀动物科研管理的前方触角。

通过

建立在珍稀动物栖息地、野化训练基地的监测站，将前方的自然环境数据、珍稀

动物声音、视频、位置等数据进行收集、分析和处理，将相关信息传递到后端，

后端对这些数据进行分析、研究，从而形成珍稀动物野保护的相应模式、产生保

护预警、生成保护预案、进行合理处置，最终达到保护珍稀动物的目的。

珍稀动物野外监测站根据不同的自然环境和经济发展情况，可以采用如下三

种不同的建设模式：

1、全新建立珍稀动物野外监测站：

这种模式是指在珍稀动物保护关键

地区、野化培训地区等建立相应的铁塔或建筑物，安装相应的野外监测设备，对

珍稀动物进行全面的监测；

2、在瞭望塔上改建珍稀动物野外监测站：

在现有的林业瞭望塔上安装

珍稀动物野外监测设备，借用瞭望塔的基础设施，构建珍稀动物野外监测站；

3、在运营商基站上搭载珍稀动物野外监测站：

各通讯运营商在野外建

立的基站，具备了电力、通讯、铁塔等基础设施，只需要在其上加装监控的设备，

通过其网络进行珍稀动物的保护。

珍稀动物野外监测站是为珍稀动物的行为模式研究、生态安全保护、野化训

练等提供技术手段和数据支撑，通过珍稀动物野监测站主要实现如下功能：

1、环境数据收集：

对监测站周边的自然环境，包括温度、湿度、风速、

风向、气压、雨量等相关要素进行收集和存储，这些数据对研究珍稀动物的生存

环境提供实时数据，以及对研究环境变化提供连续的数据进行分析。

2、珍稀动物智能识别：

通过安装在前端的摄像头，对监测站周边的进

行实时的视频监控，对每一个监控画面进行智能处理，自动的发现珍稀动物，并

对其进行定位、跟踪。

3、珍稀动物声音收集：

对监测站周边的声音数据进行收集，经过前端

的智能识别处理器，过滤出所保护的珍稀动物声音数据进行处理、存储和传输，

进行为后端研究不同的珍稀动物不同时期不同声音模式提供数据支撑。

4、珍稀动物定位与跟踪：

对监测站发现的珍稀动物进行定位，发出预

警信息，并对所发现的个体进行实时的录像、录音动作，对珍稀动物的行动路线

进行跟踪，将相关信息传递给其路线上的下一个监控点，完成对珍稀动物生活范

围、行动路线等的考察、研究。

5、珍稀动物保护通讯支撑：

珍稀动物大多活动在野外环境中，更加详

实、更加全面的保护需要增加灵活的、机动的研究人员实地考察研究和记录，所

以通过监测站为研究人员进行野外调研提供通讯支撑，以保障人员安全、通信畅

通。

6、保护动物个体管理：

监测站完成其周边被标识的动物个体进行接入、

定位和跟踪。

对于珍稀动物个体，如野化训练的个体、放归个体等增加定位项圈

或其它装置，当该个体进入到监测站监测范围之后，对其全部活动进行记录和管

理。

7、监测站自身保护：

由于监测站地处野外，防盗、防破坏等是防范措

施是基础，通过电子围栏等对监测站自身进行监控、预警、人为干预、录像等。

珍稀动物野外监测站构成如下图所示：

如上图所示，珍稀动物野外监测站的组成，其包括：

1、气象要素站：

气象要素站通过对珍稀动物野外监测站所处位置的湿

度、温度、风向、风速、气压及雨量等要素；

2、数据云台：

对前端视频监控设备进行控制，实现对监控画面的角度、

远近等进行控制。

3、摄像机：

对前端的进行实时的视频监控，根据不同的监控精度要求

选择不同镜头。

4、短波电台及Wifi接入：

实现监控点周边的语音通讯和数据接入。

5、视频编码器：

对前端接入的监控图像进行编码、解码；

6、太阳能及风力：

为监控点提供补充电力支持。

7、基站控制器：

对整个基站相关设备进行控制、监控和收集；

8、微波发射/中继：

通过微波对基站收集的视频数据向后方传递；

9、拾音：

对监控点周边的声音进行收集。

10、智能处理器：

智能处理器对摄像头获取的图像进行智能识别，对珍

稀动物进行发现，对音频数据进行过滤识别。

11、北斗：

实现基站与控制中心进行时间通步，预警信息传递、控制信

息传递，实现前端与后端的互动。

珍稀动物个体携带器

珍稀动物个体携带器是指安置在动物个体上用于获取地理位置以及周围环

境参数等信息的设备，然后通过信息接收器将珍稀动物个体携带器获取的位置及

周围环境参数等信息并传输给后台信息处理系统的设备，后台的信息处理系统通

过对数据进行分析处理根据研究人员要求在地理信息系统平台输出结果。

珍稀动物个体携带器，用于标识监控物，并反馈被监控物的反馈，收集动物

个体相关信息，对于大熊猫的保护来说，根据大熊猫的实际情况，采取北斗颈圈

的形式。

在对大熊猫进行野化训练、个体跟踪、种群研究时，通过该项圈对大熊猫个

体信息的位置、健康、声音等数据进行收集，作为后台处理系统的数据源头。

由

于大熊猫生存在野外状态下，需要该定位跟踪器能够在较长期持续采集数据，因

此需要保证大熊猫个体携带设备能在各种复杂环境下长期稳定的工作。

珍稀动物个体携带器应由北斗定位模块、信息收集器、数据存储传输模块、

供电模块以及控制模块组成。

其中北斗模块负责实现地理位置信息的获取功能；

信息收集器对声音、健康、设备状态等信息进行收集、处理；数据存储模传输块

用于存储北斗定位模块信息、个体信息等，并实现数据存储模块中数据的传输功

能；供电模块为监控器提供电力能源；控制模块负责管理其他各模块的工作模式。

具体结构如下：

如上图所示，珍稀动物个体携带器各个组成部分的功能如下：

1、定位模块：

通过该定位模块对珍稀动物个体所处的位置进行标识；

2、信息收集器：

信息收集器主要完成声音数据、个体健康信息、设备状态

信息等信息的收集和数字化；

3、数据存储传输模块：

通过该模块对数字化的数据进行存储，与传输节点

进行通信和数据传办理。

4、控制模块：

对携带器进行控制，如控制设备的开机关机时间、数据采集

频率，与后端处理的系统的交互操作，控制指令的收发与设备状态的反

馈等。

5、供电模块：

为设备的正常运行提供电力支撑。

建设目标

野生动物是重要的自然资源，我国是世界上动物种类最多的国家之一，其中

被列为国家级保护的珍稀动物有257个种（属），包括亚种在内有400种。

为了

使这些珍稀动物得到切实的保护和合理的开发利用，《中华人民共和国野生动物

保护法》颁布了。

该保护法确立了以生态建设为主的野生动物保护可持续发展道

路，在贯彻可持续发展战略中赋予了野生动物保护以重要地位，在生态建设中赋

予了野生动物以重要地位。

四川是全球最大最完整的大熊猫栖息地，全球30%以上的野生大熊猫栖息于

此。

另外，这里亦是小熊猫、雪豹及云豹等濒危物种栖息的地方。

对大熊猫的保

护包括野生大熊猫及其栖息地、圈养大熊猫及其饲养繁殖、疾病防治、野外抢救、

野化培训与野外放归等，通过对大熊猫全生命周期的管理，改善大熊猫种群数量

和质量，保护和优化以大熊猫为主的整个生态系统。

珍稀动物保护通过如上图所示两个维度进行深化管理：

一是动物所处环境：

珍稀动物的保护包括对野生环境下的动物保护和人工饲

养环境中的动物保护。

在人工环境下对珍稀动物从繁殖、饲养、疾病的全生命周

期管理；对于野外环境中的保护个体进行识别、定位和跟踪。

二是管理对象：

对所保护的珍稀动物从个体和群体两个角度进行管理研究，

进而建立更加合理的野生动物生态环境。

系统组成结构如下图所示：

系统由前端采集设备、后端服务以及使用客户端三大部分组成。

系统采用视频智能识别监测分析算法，对监控摄像机画面内容进行目标识别

与行为检测。

当动物进入被监控区域、跨越设定警戒线或在本区域滞留等情况的

时候，生成报警信息，通知管理员，并联动高清摄像机进行拍照。

通过音频数据智能识别收集，对珍稀动物的声音数据进行识别。

通过珍稀动

物个体携带器或者是珍稀动物野外监测站对动物的声音进行收集、存储，根据系

统设置，实时或周期性的将数据传递到后端处理系统。

通过高效、高性能、高准确度、高精确度的野生珍稀动物实时保护监测。

系

统能够根据监测信息，智能化识别动物类型、声音并记录在案。

而且可以根据历

史数据，进行二次分析、统计，生成珍稀动物的活动范围图，活动频率分析图，

相关的趋势图等，并可根据预设指标产生趋势报警信息，将信息上发到管理人员，

及时安排人手处理异常，减少不必要的损失。

珍稀动物保护管理系统将基于“数字卧龙”的基础网络环境、统一数据存储环

境、数据集成与服务平台、安全保障的基础之上构建：

1、数据资源规范：

遵循数据元素规范、信息分类编码规范、用户视图

规范、概念数据库规范和逻辑数据库规范，保证系统信息的一致性；

2、数据结构及数据库规划：

确保数据结构的一致性、数据的集中性、

数据的分类存放特点，从而保障数据的集成特性。

3、存储及数据容灾：

采用存储的备份策略、数据安全性策略，保障数

据的可恢复性、安全性；

4、协同工具和集成：

通过工作流引擎进行紧密衔接，保障工作流程运

行的顺畅。

5、门户管理：

与统一门户进行集成，保障用户的权限集中管理、用户

的鉴权、认证、用户信息安全性。

6、野外数据采集与巡护信息管理：

野外考察是获取数据资源的重要方

法之一，它是珍稀物种免受人为破坏和开展珍稀特种如大熊猫的生态生物学研究

的基础。

7、珍稀动物定位跟踪管理：

对所监视的珍稀动物进行定位、跟踪，标

识出动物的实时位置以及行进路线，对珍稀动物的活动路线及范围进行研究。

8、基础环境监测管理：

对基础自然环境数据进行收集、传输、处理和

分析，对珍稀动物所处的自然环境数据进行实时掌控和预警处理。

9、保护与科研管理：

从保护的角度出发，对珍稀动物的保护从实时监

控、可视化展现、动物行为分析、动物声音分析处理、繁殖管理、饲养管理、疾

控管理、辅助决策支持、科研管理及电子档案的管理。

建设规模

珍稀动物保护将1个管理控制中心，？

？

个野外监测站，产为？

？

个熊猫配

带携带器，为实现对？

？

平方公里内的野生大熊猫和野化大熊猫进行保护，并对

自然环境、大熊猫的科学研究和决策分析等数据进行积累和运用。

包括：

1、一个管理控制中心：

建立一个管理控制中心，在管理中心对前端监

测站的运行情况进行监控和控制，对监控观测的熊猫个体进行定位与跟踪。

在管

理中心对所有管理数据、监控视频、采集的音频、业务数据等进行统一存储管理。

在管理中心部署应用服务器、视频服务器、数据库服务器、监控大屏、会议系统

等实现对珍稀动物的监控、预警、处理、分析和决策支撑管理。

2、野外监测站：

建立？

？

个野外监测站，通过微波或者光纤的方式将

野外监测站的视频大流量数据传递到管理监控中心进行管理；通过监测站收集通

过监测范围内的大熊猫音频数据、位置数据的收集与传输；通过监测站为野外考

察和保护工作提供通讯和网络支撑。

3、大熊猫携带器：

为？

？

个处理野化训练阶段的个体大熊猫配带大熊

猫携带器，实现大熊猫的定位与跟踪，有效的保护大熊猫个体，收集大熊猫个体

的活动信息，为更好的做好大熊猫保护积累数据和经验。

建设内容

序号设备名称技术参数价格数量金额

1、数传电台工作频率：

220~240MHz。

传输速率：

大于等于19200bps。

工作方式：

支持单工,半双工,全双工等方式,话音和数据

兼容,提供对讲通话。

传输距离：

30公里以上（开阔无阻挡）。

物理接口：

标准RS-232，通信速率可从300到38400bps

可调，完全透明传输。

系统结构：

支持点对点,点对多点传输，一级或多级中转

组网。

调制方式：

CPFSK。

信道间隔：

12.5KHz/25KHz。

发射功率：

100mW~5W连续可调。

误码灵敏度：

-111dBm以上（误码率BER≤10E-6）。

收发转换时间：

3ms。

工作温度：

-20℃~+60℃，工作时：

-20℃~+70℃。

相对湿度：

95%，40℃，无冷凝。

支持220V交流供电/24V直流电源。

2、拾音器监听距离：

20米

拾音音头：

录音采访指向音头

指向特性：

界面指向

灵敏度：

-44dB（10.0mVe1Vat1Pa）

信噪比：

66dB（1kHz于1Pa）

失真2≧1.2%（110dB声压、A加权）

序号设备名称技术参数价格数量金额

失真1≧0.3%（74dB声压、A加权）

最大音压：

120dB声压（1kHz≤3%THD、A加权.）

频率响应：

150Hz～12kHz（90dB声压、A加权）

音频输出值：

2.5Vpp/90dB声压（A加权）

信号处理方式：

Dynamicvoice动态语音处理

动态范围：

78dB（1kHzatMaxdBSPL）

输出阻抗：

600～1K欧姆非平衡

音频输出值：

2.5Vpp/100dB声压

保护电路：

极性保护、错接保护、雷击保护

连接方式：

三线制:

电源线（红色）、音频（白色）、公共地（黑

色）

信号传输距离：

3000米双绞线、屏蔽电缆（电磁复杂环

境请用屏蔽电缆）

电源电压：

线性稳压电源DC9V-20V（建议使用12V）

电源电流：

20mA

工作环境温度：

-40℃～75℃

电磁兼容性：

符合GB9254-2008

可靠性指标：

MTNF≧80000小时

外壳材质：

金属

安装方式：

底座黏贴

3、携带器定位精度:

<10米

频率：

不高于433MHZ

超过125Kg的重量时能自动断裂；

重量：

小于200g

工作时间：

两年以上

工作温度-30～70℃

要求提供详细设计方案

每天不少于定位4次，发送4次

防水、防震

电磁干扰性：

满足GJB151A-1997中RE102的要求；

电磁敏感性：

满足GJB151A-1997中RS103的要求；

低电压报警功能

工作湿度：

5%～95%

4、林火相关的其它设备

5、

6、

效益分析

生态效益分析

通过项目的实施建设将对大熊猫及相关珍稀动物的保护提供基础设施支撑，

为大熊猫或是珍稀动物的救助、保护和科研，项目建设区域内的野生动物违法捕

猎打击、科研人员实地考察与安全防护都将提高到一个新的高度，对项目实施区

域的生态建设水平有重要提升。

社会效益分析

通过以大熊猫为主要珍稀动物保护，其它珍稀动物为辅助的珍稀动物管理系

统的建设，将利用网络搭建国际野生动物科普教育交流平台，通过远程视频监控

等先进数字技术，为普通公众提供近距离接触野生动物的机会。

同时通过网站建

设为世界各地的公众及科学研究人员搭建信息交流平台，促进野生动物保护研究

的开展，提高公众对各种野生动物的认知水平，进一步扩大野生动物保护的影响

力。

对珍稀动物的保护就是保护我们人类自己，这在全世界范围形成了高度的共

视，通过项目的建设将落实我们在珍稀动物的保护上的实际行动，在国际野生动

物保护组织及社会公众中形成普遍关注，项目的建设将对珍稀动物保护事业将产

生积极深远的影响，也将产生巨大的社会效益。

经济效益分析

项目的建设的首要目标是为建设地的生态建设服务，为珍稀动物特别是大熊

猫的生存繁衍服务，属社会公益型项目，主要以生态效益和社会效益为主，同时

也将产生巨大的潜在的间接经济效益，是由生态效益和社会效益转化而来的间接

经济效益，主要体现在调节气候、防洪蓄水、保持水土、涵养水源、净化空气，

保证区域农业稳定高产和社会经济协调持续发展。

开展本项目的建设，可以进一

步提升大熊猫的品牌效应，提高区域的知名度和旅游价值，从而创造巨大的经济

效益。