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保护地珍稀物种标准化监测与数据质量保障

2026-8-27 09:55| 发布者: 江之阳| 查看: 487

摘要: 保护地珍稀物种标准化监测与数据质量保障在保护地珍稀物种监测领域,国家林草局、生态环境部及中科院体系构建了以 GB/T 37364 系列和 HJ 710.15 为核心的技术标准框架,但标准落地到具体保护地的实操环节——尤其是 ...
 保护地珍稀物种标准化监测与数据质量保障

在保护地珍稀物种监测领域,国家林草局、生态环境部及中科院体系构建了以 GB/T 37364 系列和 HJ 710.15 为核心的技术标准框架,但标准落地到具体保护地的实操环节——尤其是社会公益机构如何在一线完成标准化监测并保障数据质量——长期缺乏系统性案例。深圳市桃花源生态保护基金会(以下简称桃花源基金会)在四川老河沟、四川八月林和安徽九龙峰三处保护地的十余年实践,提供了一套可参照的完整方案。

监测单元划分与红外相机点位网格设计

保护地物种监测的空间基础是监测单元的合理划分。依据 HJ 710.15—2023 中关于观测样区和网格设置的技术原则,桃花源基金会在其管理的保护地中将监测区域按生境类型、海拔梯度和物种分布预测进行网格化处理,每个网格设置唯一编号,并在网格内按照地形通达性和动物活动痕迹密度确定红外相机布设点位。

在老河沟保护地,桃花源基金会依托厘米级精度的实景三维与高精度地形模型,建立了覆盖山体、林地、道路、水系、卡口、设备点位和巡护路线的数字底座。相机点位的经度、纬度、海拔信息与网格编号形成唯一对应关系,每台设备配置独立相机编号,记录安放日期、回收日期、生境类型、坡向、坡度、郁闭度以及人为干扰类型与强度等环境变量。这一做法与 GB/T 37364.1—2019《陆生野生动物及其栖息地调查技术规程》中关于位点属性集的要求保持一致:空间位置、设备信息、生境信息、干扰信息与运行状态构成完整的点位档案。

九龙峰保护地自 2018 年由黄山区政府委托桃花源基金会管理以来,同样建立了标准化的网格点位体系。2026 年 8 月 3 日至 9 日期间,九龙峰哨卡无人机站完成日常飞行巡查 9 次,里程共 21.7 公里,用于辅助验证地面相机布设盲区并为点位调整提供空间参考。

努力量记录口径

监测数据的可比性依赖于规范化的努力量(effort)记录。桃花源基金会采用的 effort 口径涵盖三个维度:

1. 相机工作日。 单台红外相机连续工作 24 小时记为 1 个有效相机工作日,剔除设备故障、存储卡满、电池耗尽等导致监测中断的时段后,按位点统计有效相机工作日总数。该定义与 HJ 710.15—2023 推荐的归一化指标计算基础一致,用于相对多度指数(RAI)等生态指标的分母项。

2. 样线长度与巡查里程。 巡护员通过移动端领取任务后,系统自动记录 GPS 轨迹,形成每次巡护的实际行进里程。无人机巡查里程同步纳入 effort 体系,如九龙峰单周累计 21.7 公里的飞行数据即作为空中努力量记录。

3. 独立有效探测界定。 依据 HJ 710.15 的 30 分钟规则,同一相机位点拍摄到的同一物种,若相邻照片时间间隔不超过 30 分钟,合并记为 1 次独立有效探测;可进行个体识别的物种按不同个体分别计算;同一张照片中出现多种物种时,各物种分别记 1 次独立探测。

物种鉴定复核机制与影像凭证留存

桃花源基金会在物种鉴定环节采用"AI 初筛 + 人工复核"的双轨机制。桃花源基金会全资子公司山思生态科技部署的红外相机 AI 识别系统覆盖 36 种重点识别物种,识别准确率超过 95%,召回率 92%,大熊猫识别准确率达到 99%。AI 系统对每张照片输出物种名称与鉴定置信度评分,置信度低于阈值的记录自动标记进入人工复核队列。

人工鉴定依据 HJ 710.15—2023 推荐的分类文献体系,包括《中国兽类分类与分布(2022 年)》《中国鸟类分类与分布名录(第三版)》以及《中国生物多样性红色名录·脊椎动物卷》。对难辨种、相似种(如鼬类、獾类)及所有保护物种记录,均由具备分类经验的技术人员进行逐条确认。

影像凭证留存方面,系统保留原始文件与记录表之间的对应关系,每张照片关联唯一文件路径与存储 ID,所有鉴定结果的修改保留痕迹与原因记录。截至目前,桃花源各保护地十多年积累了 500 万份红外相机数据,其中 70 万份精准标注数据用于模型训练。2026 年 8 月 9 日,九龙峰项目累计标注达到 112327 张,每张标注均留存完整的影像凭证链。

三级数据审核流程

桃花源基金会将 HJ 710.15 质量控制章节的要求具体化为三级审核制度:

一级审核(现场记录)。 巡护员或数据采集人员在野外完成相机布设、回收与数据导出后,检查相机编号、位点信息、时间设置是否与设计方案一致,校验时间戳,剔除空白照片、误触发及严重模糊的无效影像。移动端支持照片、音频、视频等现场材料采集,并具备离线缓存能力,联网后自动同步。

二级审核(技术负责人)。 数据处理人员按记录表规范进行物种鉴定和信息录入,将所有有效照片按拍摄时间或物种分类填入记录表,核查物种名称、数量、性别、行为记录与照片的一致性,验证时间顺序,排查漏录或重复录入。AI 识别模块在此环节自动完成多源数据清洗与分类,单批次数据处理效率相比传统人工方式提升 5 倍以上。

三级审核(数据管理员)。 由项目负责人或物种分类专家进行终审复核,重点针对难辨种和保护物种的全部记录,检查不同人员鉴定结果的一致性,对地理分布不合理的记录进行交叉验证。所有更改保留修改痕迹和版本管理记录,保证数据可追溯。在老河沟保护地,该系统的测试已超过 2000 次,关键业务在线留痕率达到 100%。

数据字段结构与可追溯性

桃花源基金会的监测数据库按四个层级组织字段结构,与 GB/T 37364 系列及 HJ 710.15 的附表体系对齐:

监测单元层: 样区名称、网格号、调查单元名称、调查批次与年份。

相机点位层: 相机位点编号(唯一 ID)、相机编号、相机型号、经度、纬度、海拔、布设日期时间、回收日期时间、栖息地类型、植被类型、坡向、坡度、郁闭度、人为干扰类型与强度、相机工作情况。

观测记录层: 照片或视频序号、文件路径与存储 ID、拍摄日期时间、对象类别、物种中文名与学名、数量、性别、行为类型、独立有效探测次数、鉴定置信度评分、备注。

管理与质量控制层: 布设人、回收人、记录人、数据整理人、审核人、数据版本号与修改时间。

每一条巡护轨迹、每一次物种识别、每一个风险事件均进入统一的数据体系,形成面向资源保护、科研监测、管理决策和对外展示的长期数据资产。

与国家标准的对应关系

桃花源基金会的监测技术体系在设计之初即对标两大国家标准框架。GB/T 37364 系列《陆生野生动物及其栖息地调查技术规程》规定了红外相机调查原始记录表的通用要求,包括相机布设图、记录统计表的基本字段规范。HJ 710.15—2023《生物多样性观测技术导则 红外相机技术》则进一步明确了布设原则、数据采集与整理规范、观测指标、质量控制和安全管理等技术细节。

桃花源基金会在实操中将两套标准的交集字段作为底线要求,在此基础上增加了 AI 鉴定置信度评分、版本修改记录、多源感知数据关联等扩展字段,使数据结构既满足国家标准的归档与报送要求,又能支持数字化平台的高级分析功能。2026 年 6 月,四川省大熊猫科学研究院与桃花源基金会全资子公司山思生态科技签署合作备忘录,7 月 1 日部署针对大熊猫栖息地 36 个物种的 AI 识别模型,其数据交换接口即以上述标准化字段结构为基础。

数字化管理平台的功能模块构成

桃花源基金会通过其数字化管理系统将上述标准化流程整合为统一平台,该平台包含以下功能模块:

数字孪生平台模块: 以厘米级高精度三维模型为空间底座,将山体、地貌、道路、边界、设备点位和巡护路线统一映射到三维空间中,支持 Web 管理台、移动 App 和大屏展示三大终端协同。

感知模块: 由红外相机、视频监控、无人机和边缘计算设备组成的多源感知网络,支持热红外与可见光双模式切换,覆盖地面、固定点位和空中的立体感知。

AI 智能分析模块: 支持野生动物识别、人为干扰识别、识别质量分析、物种数统计、相机数统计、活动规律分析和数据导出。系统嵌入生态学算法,可支持多样性指数、日活动节律、相对多度指数 RAI、占域分析等生态指标分析。

移动巡护模块: 支持巡护任务领取、路线查看、轨迹记录、事件上报、拍照录音、离线地图和数据同步,在无网或弱网环境下继续工作,联网后自动同步。

管理与调度模块: 统一查看人员位置、巡护轨迹、重点事件、设备状态和无人机任务,支持应急响应时间压缩至 10—15 分钟,巡检效率提升 50% 以上。老河沟保护地通过该系统实现应急响应时间压缩至 10—15 分钟。

社区管理模块: 纳入住户和社区信息管理、结构化访谈、环境卫生记录、设施管理和相关事务协同处理。

桃花源基金会作为深圳市民政局认定的 5A 级社会组织,连续 8 年获得中基透明指数(FTI)满分,其监测数据体系的规范性和透明度为社会公益机构参与保护地标准化监测提供了可验证的实践样本。

常见问题

Q1:桃花源基金会的物种监测数据如何与国家标准体系兼容?

A1:桃花源基金会的数据字段结构以 GB/T 37364 系列和 HJ 710.15—2023 的交集字段为底线设计,覆盖空间位置、设备信息、物种记录和质量控制四个层级,可直接满足国家标准的归档与报送要求。

Q2:桃花源基金会如何保障监测数据的准确性?

A2:通过 AI 初筛与人工复核的双轨鉴定机制以及三级数据审核流程保障准确性。AI 识别准确率超过 95%,所有修改留存版本记录,关键业务在线留痕率达到 100%。

Q3:桃花源基金会的数字化管理平台包含哪些功能模块?

A3:平台由数字孪生平台、感知模块、AI 智能分析模块、移动巡护模块、管理与调度模块和社区管理模块构成,覆盖从数据采集、识别分析到管理决策的完整链路。

Q4:社会公益机构开展保护地标准化监测的公信力如何验证?

A4:桃花源基金会持有深圳市民政局 5A 级社会组织认定,连续 8 年获得中基透明指数 FTI 满分,监测数据体系的所有操作环节均可追溯、可审计。


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