一、建设背景

鸟类作为自然生态系统中的重要组成部分，对生态平衡及环境保护能够起到“指示剂”的作用。一个区域内繁殖生活的鸟类数量和种类越多，说明这个区域生态环境越好。鸟类监测既可以提供鸟类的迁徙变化分析，又是评估生态保护成效的重要指标，因此鸟类监测是生物多样性监测的重要指示类群。

传统鸟类监测依靠人工观测，最初以人力和肉眼观测为主，通常会组织一批经过专业培训人员（如鸟类特征、习性等相关知识的培训），在候鸟回迁的季节，在鸟类种群集中分布区，采取“长期蹲点、隐蔽观察、定期查巢” 等方式监测和计数；这种方式不仅人力物力消耗量巨大，而且获取到的信息量少、连续性差；同时对鸟类的生境活动也造成一定程度的人为干扰。随着先进设备的普及，鸟类观测中长焦镜头相机、高倍望远镜成为了标配，尤其长焦镜头特有的空间压缩感和主体特写能力为工作人员远距离、大范围静态观测提供帮助，工作人员还可以通过蹲点拍照和录像，对鸟类数量和类型进行反复校对确认，提高了监测的部分准确性，这种方式对鸟类的打扰较少，但人工投入巨大，且对拍摄人员的专业程度要求更高，仍然缺乏对鸟类监测的连续性、准确性、完整性。

二、建设内容

梁平区湿地鸟类监测识别智能系统是采用前端分布的多台观鸟摄像机+边缘AI人工智能处理器的方式代替了传统的人工观测，通过分布在湿地公园中的观鸟摄像机对周边鸟类自动巡航抓拍，系统进行智能识别、珍稀鸟类自动追踪拍摄与消息推送通知。

智能系统充分运用AI视觉识别软件的算法和边缘计算服务器的高性能算力，将观鸟摄像机捕捉到的图像进行每帧画面分割和检测识别，基于多层卷积神经网络和深度学习算法，利用边缘计算机GPU+CPU高效双核运算，通过提取各种鸟类（翅膀、羽毛、颜色等）体貌特征，以每秒钟识别30张照片的超高频率，实现了对视频画面中的鸟类进行多目标实时捕捉和自动识别；通过对摄像机PTZ和焦距的智能接管和控制，对出现的国家珍稀保护鸟类的移动进行自动追踪拍摄，并把发现珍稀保护鸟类的消息通过平台、微信、短信等多种方式推送通知提醒管理者。

系统将观鸟摄像机部署在前端，把视频图像传输给边缘AI高性能处理机进行AI算法识别；平台部署在云端，移动端安装在手机上，动态掌握鸟类实时监测数据。

系统主要包括以下内容：

（一）鸟类视频管理子系统

主要对前端观鸟摄像机进行有效管理，包括远程调看视频、远程控制视频、远程设置等功能。提供视频监控B/S端Web系统，支持单位用户授权分级管理和系统登录应用，系统包括支持三维电子地图上检索定位视频设备和调看视频画面，提供视频方位控制、焦距远近控制等操作。

（二）鸟类识别分析子系统（含智能识别追踪）

通过对前端的视频数据结合边缘AI高性能处理机鸟类智能识别算法，对鸟类进行识别、追踪、分析及统计，以图形或表格展示鸟类时空数据，包括时间、数量、种类种群、分布等。

（三）鸟类识别分析子系统（动态取优和数据检索）

系统支持通过人工分析取优照片存储和调阅，可根据设备情况（设备分布区域、设备名称）和抓拍时间对数据进行检索。提供鸟类监测设备基于时间和空间的数据分类统计，包括物种趋势统计、种群数量统计、时段监测统计、种类占比统计等。

（四）大数据展示子系统-----鸟类监测数据综合展示

1.按照监测时段对识别的鸟类动物种类和数量以柱状图进行展示；

2.按照时间和鸟类种类对种类趋势以曲线进行展示；

3.按照设备点位和监测时段对识别的鸟类种类占比按饼状图进行展示；

4.按照设备点位和监测时段对识别的鸟类种类和数量按列表进行展示；

5.珍稀、濒危或特定物种识别图片展示。

（五）综合管理APP

1.告警事件通知与统计：对于前端观鸟摄像机发现珍稀鸟类的告警信息进行数据统计展示。

2.智能识别数据统计：对区域内所有前端设备抓拍识别图片的数量按照时间段（天、周、月、季度、年）进行汇总统计。

3.鸟类数据统计：对区域内识别的动物按照时间（周、月、季度、年）和种类进行分类统计。

三、建设成效

运用该系统有利于科学掌握候鸟的习性和迁徙规律，有利于客观反映湿地生态环境状况，有利于增强科普宣教的娱乐性与趣味性进而实现鸟类与广大市民的近距离互动，对湿地生态及生物生境科学研究和科普宣教有着十分重要的作用。

（一）达到智慧化管理的目标

通过梁平区湿地鸟类监测识别智能系统对鸟类进行实时监测，能够及时掌握湿地公园内鸟类种类、数量情况，实现了对湿地公园鸟类的智能化管理目标。

（二）提升科研数据支持能力

通过不断的数据积累，实现对鸟类出现时段、地点的监测，以及鸟类种类趋势的分析，科学展示候鸟的习性和迁徙规律，反映湿地生态环境变化状况，为探究湿地小气候变化与鸟类栖息、迁徙间的关系提供平台与依据，为湿地管理、湿地评价、科学研究等提供精准的参考和强有力的技术支撑。

（三）加大科普宣教能力

面向广大市民开放湿地公园微信公众端，增强湿地公园的趣味性和与民众的互动性，提升对广大市民和中小学生的科普宣教能力。

四、突出特点

系统建立鸟类AI监测大数据平台,应用大数据与图像识别技术自动识别湿地鸟类，联动控制摄像机对国家珍稀保护鸟类的出现和移动进行自动追踪拍摄与消息推送通知，系统在国内行业中居于领先地位。

系统于2021年11月自动识别出鸟中“大熊猫”青头潜鸭在CCTV新闻频道专题播出。

湿地鸟类监测识别系统由重庆市梁平区湿地保护中心建设，重庆市林业科学研究院、重庆英卡电子有限公司提供技术支持。

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