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率先建成大熊貓棲息地空間數據動態監測系統。此前，工作人員常通過采集大熊貓的糞便、毛發等遺留物來統計熊貓數量。現在，在野生動物進入監控區之后，動態監測系統可自動對其進行識別、辨認與拍攝，有效提升了野生動物監測保護工作的效率。
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，推進生態文明建設具有重要意義。多年來，智慧監測系統、遠紅外相機、大數據+物聯網、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定和生態平衡的恢復。
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智慧監測系統提高保護效率
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安全戰略格局的關鍵區域，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，智慧監測系統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率先建成大熊貓棲息地空間數據動態監測系統。此前，工作人員常通過采集大熊貓的糞便、毛發等遺留物來統計熊貓數量，這種方式存在耗費人力多、調查時間長等缺點。現在，在野生動物進入監控區之后，動態監測系統可自動對其進行識別、拍攝，準確辨認野生動物的類型。這一監測系統使得工作人員足不出戶就能看到保護區內的真實情況，有效提升了野生動物監測保護工作的效率。
與此同時，東北虎豹國家公園的“天地空”一體化監測系統也在為野生動物保護提供有力支持。該系統是國內首個真正實現在少人區或無人區進行大面積通信網絡覆蓋的智能化自然資源監測評估和管理系統，能夠實現對野外東北虎豹視頻的實時回傳。據了解，其聯合調度指揮中心可以結合大數據智能分析結果，發出多個監測和管理指令，幫助協調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監測及數據平臺建設和開發應用”項目正在落地實踐，通過直升機和系留球空中監測平臺，三江源國家公園開展了可可西里、勒池草原等重點區域綜合監測，提升了生態監測數據的獲取與管理、數據產品開發及共享效率、決策服務水平，有效助力三江源生態環境保護。
三江源國家公園管理局副局長孫立軍表示，經過不懈努力，三江源國家公園的生態系統持續好轉，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與高原農牧業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、獵隼分布區域和出現頻次不斷增加，藏狐、兔猻和荒野貓數量分別為2萬只左右，狼的數量約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”轉變為頻繁在媒體報道中“露臉”的“小網紅”，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“云養網紅”。
紅外相機是常用的野生動物調查手段，當野生動物進入紅外相機的輔應區域時，相機將通過紅外感應模塊觸發拍照或錄像功能，以此獲取當地野生動物的信息。
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查與長期監測。
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律、棲息地選擇、物種間關系開展持續的研究，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網平臺傳播，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測和研究之中。比如遺傳學，通過提取動物糞便、毛發中的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。”趙翔表示。
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，實現連續的“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架等地區。對金絲猴的個體識別，傳統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人員蹲點觀察1至2個月。現在，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。團隊利用神經網絡原理，首次開發出基于Tri-AI技術的金絲猴個體識別系統，實現了對野生個體的準確身份識別和連續跟蹤采樣。
郭松濤表示，在開展動物跟蹤研究時，傳統辦法是通過人的經驗積累識別動物個體。“但在進行野生動物保護時，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。”郭松濤說。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域多，且毛發區域相對更明顯，紋理特征更復雜，對識別系統的深度學習能力提出了更高的要求。經過多年研究，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控、群體生存狀態檢測和活動規律的研究奠定基礎，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。
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據初步篩選、物種分類、個體識別等信息處理工作，國家林業和草原局貓科動物研究中心與哈爾濱工業大學、哈工大大數據集團，共同合作研發建設“野生動物AI大數據實時監測平臺”。
利用物聯網感知、大數據與智能機器視覺等前沿技術，該平臺可建立以體態、步態、顏色、皮毛花紋為主要識別要素的個體識別模型。同時對靜態圖片、動態影像資料等進行人工智能生物個體識別，針對影像數據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。
“數據，讓我們更懂野生動物。”哈工大大數據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據智能時代。
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