“鳥類識別”智能系統(tǒng)

重慶英卡電子有限公司

目錄

1.項目概述...........................................................4

1.1.項目名稱.......................................................4

1.2.編制依據(jù).....................................錯誤!未定義書簽。

1.2.1.國家、地方和相關部門的政策...........錯誤!未定義書簽。

1.3.建設目標.......................................................4

2.項目建設的必要性..................................................6

2.1.項目背景........................................................6

2.2.現(xiàn)狀及需求分析.................................................6

2.2.1.現(xiàn)狀....................................................6

2.2.2.需求分析...............................................7

3.項目總體設計.......................................................8

3.1.指導思想與原則.................................................8

3.2.系統(tǒng)架構........................................................9

3.2.1.總體架構................................................9

4.項目建設內(nèi)容.......................................................9

4.1.系統(tǒng)組成........................................................9

4.2.“鳥類識別”智能系統(tǒng)一張圖.....................................9

4.2.1.......................................................................................鳥類分布熱力圖

10

4.3.“鳥類識別”智能系統(tǒng)管理平臺..................................10

4.3.1..............................................................................生物多樣性保護系統(tǒng)

10

4.3.2............................................................................智能視頻管理系統(tǒng)平臺

11

4.3.3...................................................................................社會公眾微信平臺

11

4.4.大數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析及展示系統(tǒng)......................................13

4.5.前端硬件設備...................................................13

4.5.1..........................................................................................視頻監(jiān)控攝像機

13

4.5.2.............................................視覺智能服務器

14

4.5.3.............................................物候監(jiān)測系統(tǒng)

15

4.5.4..........................................管理中心配套設備

16

4.5.5.................................................科普宣傳牌

21

1.項目概述

1.1.項目名稱

XXXXX“鳥類識別”智能系統(tǒng)

12建設目標

根據(jù)XXXXXXXXXX國家濕地公園型地理特征、鳥類分布區(qū)域、

歷年鳥類情況（包在種類、數(shù)量、活動季節(jié)、生活習性等），結(jié)合

園區(qū)的科研和科普教育、園區(qū)維護的需求，在公園重點區(qū)域布置監(jiān)

測攝像頭，建設完善的通信網(wǎng)絡通道，并運用物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云

計算建立一套智能化、現(xiàn)代化的“鳥類識別”智能系統(tǒng)，提升對濕

地公園鳥類動物的管理能力、科研能力以及對廣大市民的科普宣教

能力。

（1）管理能力

通過“鳥類識別”智能系統(tǒng)，對鳥類進行實時監(jiān)測，能夠及時

掌握濕地公園內(nèi)鳥類種類、數(shù)量情況，達到對濕地公園鳥類的智能

化管理目標。

（2）科研能力

通過人工智能分析，為鳥類的科學研究提供數(shù)據(jù)資源，達到相

關管理部門對提升濕地公園生態(tài)環(huán)境、鳥類動物科研能力的目標。

（3）科普宣教能力

面向廣大市民開放濕地公園微信公眾端，增強濕地公園的趣味

性和與民眾的互動性，提升對廣大市民的科普宣教能力。

2.項目建設的必要性

2.1.項目背景

為促進濕地公園健康發(fā)展，國家林業(yè)局2005年下發(fā)了《關

于做好濕地公園發(fā)展建設工作的通知》（林護發(fā)（2005）118號），

提出“濕地公園是以具有顯著或特殊生態(tài)、文化、美學和生物多

樣性價值的濕地景觀為主體，具有一定規(guī)模和范圍，以保護濕地

生態(tài)系統(tǒng)完整性、維護濕地生態(tài)過程和芻態(tài)服務功能，并在此基

礎上以充分發(fā)揮濕地的多種功能效益、開展?jié)竦睾侠砝脼樽谥?

可供公眾游覽、休閑或進行科學、文化和教育活動的特定濕地區(qū)

域”。后又出臺了《國家濕地公園建設規(guī)范》（LY/T1755-2008）.

《國家濕地公園評估標準》（LY/T1754-2008）和《國家濕地公

園總體規(guī)劃導則》（林濕綜字（2010）7號）等文件，為保障我國

濕地公園健康有序發(fā)展奠定了堅實基礎。

22現(xiàn)狀及需求分析

2.2.1.現(xiàn)狀

目前公園在鳥類監(jiān)測管理和科普宣教方面還基本處于空白階

段，具體情況如下：

（1）公園內(nèi)還沒有一套針對鳥類的監(jiān)測系統(tǒng)，僅僅是靠人主

動進行觀測，手段比較落后，且得到的數(shù)據(jù)不及時、不

準確、不全面，特別是近危和瀕危物種有可能因為出現(xiàn)

的次數(shù)少、數(shù)量稀少，無法被觀測到。

（2）在科普宣教方面，公園缺乏比較系統(tǒng)全面的宣教手段，

廣大市民僅通過公園內(nèi)簡單的展板介紹、了解濕地公園

內(nèi)的鳥類動物，遠達不到民眾需求。

2.2.2.需求分析

針對上述問題，公園內(nèi)需要建立一套完善的“鳥類識別”智能

系統(tǒng)，實現(xiàn)如下功能：

（1）對園內(nèi)重點區(qū)域鳥類進行實時監(jiān)控，并進行詳細的統(tǒng)計

分析，達到科研宣教科對公園內(nèi)鳥類管理和科研的需求。

（2）利用云計算、物聯(lián)網(wǎng)、移動互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等現(xiàn)代信息

技術，實現(xiàn)與廣大市民的互動，增強公園科普宣教的娛樂性與

趣味性。

（3）將“鳥類識別”智能系統(tǒng)數(shù)據(jù)并入大數(shù)據(jù)，實現(xiàn)數(shù)據(jù)分

享，為鳥類保護研究提供重要數(shù)據(jù)支撐。

3.項目總體設計

3.1.指導思想與原則

本文件編制遵循以下基本原則：

(1)先進性和可擴展性原則

設計時充分考慮技術的先進性、前瞻性和可擴展性，以保證系

統(tǒng)在相當長的時間內(nèi)能滿足本項目對管理和服務的實際需要。

(2)實用性和便捷性原則

設計時應考慮不同層次、不同崗位、不同專業(yè)用戶需求的差異

性，提供統(tǒng)一的訪問接口、便捷的操作方式和友好的用戶界面。

(3)可行性和可操作性原則

設計時應充分考慮建設的可行性和可操作性，在詳細分析建設

現(xiàn)狀、建設需求和條件的基礎上，制訂合理的設計方案，提出合理

的項目建設與運行管理方案。

(4)經(jīng)濟性與安全性原則

須在現(xiàn)有資金預算的前提下建立相對完善的網(wǎng)絡與信息安全

保障體系，妥善解決信息安全的問題，處理好經(jīng)濟與安全的關系,

綜合平衡成本和效益。綜合考慮信息采集、傳輸、處理和應用等各

個環(huán)節(jié)應用的實際需要，在多方案論證和綜合比較的基礎上提出了

既安全又經(jīng)濟的設計方案。

(5)可靠性和合理性原則

設計時除了充分保證可靠性外，還應建設合理的運行維護管理

模式及相關保障體系，為系統(tǒng)的運行維護管理奠定良好的基礎。

3.2.系統(tǒng)架構

3.2.1.總體架構

XXXXX“鳥類識別”智能系統(tǒng)技術架構由物聯(lián)設備層、基礎設

施層、數(shù)據(jù)層、應用支撐層、應用層共五層架構和標準規(guī)范體系、

運營保障體系兩個體系構成。

4.項目建設內(nèi)容

4.1.系統(tǒng)組成

本次項目新建的一套“鳥類識別”智能系統(tǒng)由前端視頻監(jiān)控攝像

頭、氣候監(jiān)測儀、負氧離子監(jiān)測儀、傳輸鏈路、存儲系統(tǒng)、邊緣服務

器、系統(tǒng)平臺軟件PC端、視頻APP端、社會公眾微信端、管理工作

站、科普宣傳牌等組成。

42“鳥類識別”智能系統(tǒng)一張圖

基于3DGIS引擎結(jié)合二維/三維高清衛(wèi)星地圖、谷歌衛(wèi)星地圖、

天地圖為支撐并疊加各類森林資源、公共設施資源,構建“鳥類識

別”智能系統(tǒng)“一張圖”，分別面向各級行政單位提供可視化、分

級化、協(xié)同化的基砧資源、濕地資源、濕地設施設備、濕地物資庫、

管理人員等空間地理分布數(shù)據(jù)，實時接入和動態(tài)展示鳥類分布熱力

圖，提供分級化的各類基礎圖層、資源圖層、專題圖層的綜合展示

和資源監(jiān)管。

421.鳥類分布熱力圖

呈現(xiàn)濕地公園內(nèi)鳥類主要活動區(qū)域分布圖，以便準確掌握濕地公

園內(nèi)鳥類活動情況C

4.3.“鳥類識別”智能系統(tǒng)管理平臺

4.3.1,生物多樣性保護系統(tǒng)

生物多樣性保護系統(tǒng)提供鳥類動物多樣性等資源的野外采集

錄入、抓拍識別、監(jiān)測與保護、動物調(diào)查管理與決策。系統(tǒng)通過影

像、照片、文本等多種方式對生物多樣性的數(shù)據(jù)進行匯集和統(tǒng)計，

提供電子地圖地理定位、媒體影像調(diào)閱、動植物數(shù)據(jù)檢索等業(yè)務功

能，為生物多樣性的調(diào)查、采集、統(tǒng)計、分析及保護政策的制定和

相關管理措施的頒發(fā)等決策提供數(shù)據(jù)支撐。

（1）鳥類識別

通過視覺智能服務器對前端抓拍相機抓拍的鳥類進行自動識

別，并將識別結(jié)果進行統(tǒng)計。

（2）歷史數(shù)據(jù)檢索

可分類對前端設備、鳥類名稱、保護等級對數(shù)據(jù)進行檢索。

（3）預警發(fā)布

在發(fā)現(xiàn)監(jiān)控區(qū)域內(nèi)珍稀鳥類時，平臺能夠立即彈出告警信息，同

時以通知微信/短信方式發(fā)送到指定的相關管理人員手中。

4.3.2.智能視頻管理系統(tǒng)平臺

智能視頻管理系統(tǒng)分為平臺端與APP端，平臺端基于視頻監(jiān)控

B/S端Web系統(tǒng)，支持單位用戶授權分級管理和系統(tǒng)登錄應用，系統(tǒng)

包括支持三維電子地圖上檢索定位視頻設備和調(diào)看視頻畫面，提供視

頻方位控制、焦距遠近控制等操作；支持一分屏、四分頻、六分屏、

九分屏等多種分屏畫面的同時展示，支持可通過列表等方式可任意選

擇切換調(diào)看任意一臺視頻畫面，提供對任意一臺監(jiān)控視頻的方位控制、

焦距遠近控制，支持雨刮、自動巡航、抓拍、錄像等功能。

視頻監(jiān)控APP系統(tǒng)，支持授權用戶登錄APP后，選擇視頻監(jiān)控畫

面的接入和調(diào)看，可任意選擇切換調(diào)看任意一臺視頻單畫面，同時提

供視頻方位控制、焦距遠近控制等操作，也支持接收監(jiān)控視頻上報并

推送的的告警信息C

4.3.3.社會公眾微信平臺

微信公眾號是綜合性生態(tài)民生服務公眾號，旨在對廣大市民進行

科普宣教，弘揚生態(tài)文明。社會公眾關注公眾號即可享有以下服務功

能：

4.3.3.1.濕地公園簡介

市民通過微信掃碼關注后，即可進行公眾號，打開XXXXXXXXXX

國家濕地公園簡介模塊，可以了解公園基本信息（圖文展示）。

4.3?3.2.鳥類介紹

微信公眾號內(nèi)具有鳥類介紹板塊，主要介紹XXXXX國家濕地公園

歷年來出現(xiàn)過的鳥類（鳥類圖片+文字介紹（名稱、所屬科目、基本

習性、數(shù)量等））。

4.33.3.互動功能

市民能夠通過公眾號內(nèi)部模塊實時觀看監(jiān)控視頻，監(jiān)控視頻來源

于專門的一臺視頻監(jiān)控攝像機。

4?3?3,4.生態(tài)保護

當社會公眾發(fā)現(xiàn)新鳥類物種時，可以通過公眾號拍照、錄像、錄

音、文字等方式上報信息。管理平臺就此啟動查證運行工作機制。

4?3?3.5.動物識別

當社會公眾遇到無法識別的鳥類動物時，可通過公眾號拍照上傳

到云端進行人工智能系統(tǒng)，快速獲得鳥類動物識別信息。

43.3.6,實時數(shù)據(jù)展示

實時更新公園內(nèi)識別到的鳥類數(shù)據(jù)到微信公眾平臺，游客關注微

信公眾號即可查看實時數(shù)據(jù)，且可直觀查看當前數(shù)據(jù)對應的視頻。

4.4.大數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析及展示系統(tǒng)

系統(tǒng)平臺通過前端監(jiān)控攝像頭傳來的數(shù)據(jù)結(jié)合視覺智能服務器,

對數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析，以圖形或表格展示出鳥類數(shù)量、種類。統(tǒng)計包

括位置統(tǒng)計（以位置為基礎，不同時段數(shù)量統(tǒng)計分析）、同比統(tǒng)計（以

每年的相同月、周、日做同比基礎，把監(jiān)測區(qū)域內(nèi)的數(shù)量、種類做同

期對比分析）、種類統(tǒng)計（監(jiān)控區(qū)域內(nèi)出現(xiàn)的鳥種類）。

4.5.前端硬件設備

451.視頻監(jiān)控攝像機

4.5.1.1.概述

本次根據(jù)現(xiàn)場查勘情況，結(jié)合用戶具體需求，在XXXXXXXXXX

國家濕地公園西岸重點區(qū)域設置4臺25倍高清云臺視頻監(jiān)控攝像

機和1臺1KM鳥類識別高清云臺攝像機，在觀鳥屋設置2臺1KM鳥

類識別高清云臺攝像機，對XXXXX國家濕地公園鳥類主要活動區(qū)域

進行全天候?qū)崟r監(jiān)測。其中公園西岸的高清云臺視頻監(jiān)控攝像機通

過視頻云服務通道，結(jié)合本次新建設的社會公眾微信平臺對市民進

行開放。

4.5.1.2,供電方式

本次新建的視頻監(jiān)控攝像機全采用市電進行供電，其中視頻監(jiān)

控設備市電取自附近廁所，南岸觀鳥屋視頻監(jiān)控設備市電取自泵房。

4.5.1.3.網(wǎng)絡傳輸方式

本次新建的視頻監(jiān)控攝像機距離管理中心較遠，因此采用光纖

結(jié)合無線微波傳輸至管理中心機房

4.5.2.視覺智能服務器

4.5.2.1.產(chǎn)品概述

對前端視頻監(jiān)控設備實時采集的圖像進行多幀分割，利用多層

卷積神經(jīng)網(wǎng)絡和深度學習，采用核心計算和模型算法驅(qū)動GPU中并

行處理，提取鳥類特征和動態(tài)分析，對視頻畫面中的鳥類進行實時

偵測和識別。

4.S.2.2.功能特點

(1)彈性擴展

自主研發(fā)的深度學習AI算法模型，先進B/S技術架構，硬件

資源可彈性擴展和靈活升級，物聯(lián)網(wǎng)邊緣計算部署應用。

(2)1對N智能升級

一臺視覺智能服務器可接入多個普通視頻攝像頭并立即升級

為AI監(jiān)控視頻，云端阿里云計算支撐，購買即服務，節(jié)省建設投

資。

(3)端云協(xié)同

支持多廠家多設備同時接入，視頻解碼輕松上網(wǎng)，分辨率彈性

調(diào)節(jié)，降低帶寬成本，互聯(lián)網(wǎng)和局域網(wǎng)可靈活切換，瀏覽器即開即

用，無需安裝部署C

453.物候監(jiān)測系統(tǒng)

物候監(jiān)測器

(1)概述

物候監(jiān)測器為一體化多要素環(huán)境探測裝置，采用NB-IOT通信方

式，實現(xiàn)對設備周邊氣候環(huán)境的感知探測，其環(huán)境要素包含溫度、濕

度、風速、風向、雨量、紫外UV、光照度、氣壓、露點、PM2.5、PM10

等。該設備體積小巧，安裝維護方便，可對XXXXX進行實時環(huán)境氣候

監(jiān)測，為“鳥類識別”智能系統(tǒng)研究提供重要數(shù)據(jù)。

(2)功能

(1)通過云服務平臺，能夠遠程查看設備的最新環(huán)境歷史數(shù)據(jù)，

實現(xiàn)對重點監(jiān)測地帶的長效氣候環(huán)境監(jiān)測；

(2)通過云服務平臺對氣候環(huán)境數(shù)據(jù)進行分析，有助于分析鳥

類分布、遷徙情況、鳥類選擇巢址與繁殖的情況。

4?5.4.管理中心配套設備

4.5.4.1.存儲系統(tǒng)

（1）容量計算

本次工程7臺監(jiān)控攝像機監(jiān)控數(shù)據(jù)回傳至管理中心進行存儲

及監(jiān)視，按照60天進行視頻存儲。

視頻圖像存儲計算方式如下：

1080P可見光存儲碼流：4Mbps；

4.5.4.Z.大屏顯示系統(tǒng)

濕地公園管理中機構顯示大屏系統(tǒng)由顯示單元、顯示控制及操

作臺組成。顯示單元為拼接屏，顯示控制子系統(tǒng)包括矩陣/拼接/

解碼上墻設備、控制電腦終端等。

（1）拼接屏

目前主流的室內(nèi)拼接屏使用的屏幕主要有LCD顯示屏、DLP顯

示屏（LED光源）及小間距LED顯示屏，三種顯示技術對比如下表

所示：

大屏幕顯示技術對比表

顯示技術小間距LED屏DLP拼接屏（LED光源）LCD顯不屏

顯示原理自發(fā)光光源投射背光投射

像素間距較大，達到幾十英寸的單屏即可達到幾十英寸的單屏即可達

分辨率

1080P的拼接面積較大1080P到1080P

目前最新產(chǎn)品護縫為

物理拼縫無拼縫有拼縫，一般WO.5mm

1.5mm,普遍為3.5mm

顯示技術小間距LED屏DLP拼接屏（LED光源）LCD顯示屏

色彩飽和

一般大于等于97%較低為92%左右（DID屏

度

可視角度主流為140°/140°主流為120°/80°主流為178°/178°

屏體體積相對較小，比箱體體積較大，占空間較大，

箱體大小拼接單元輕薄

DLP薄幾倍承重要求較高,宜安蕓在梁上

價格中高，間羽越小價

成本價格中高價格中低

格越高

無縫隙，整體性墻，適

合顯示文字

2?4米的觀看者長時間

觀看效果有拼縫有拼縫

觀看（尤其是1小時持

續(xù)的觀看）將造成眼睛

不適。

距LED屏2~4米的觀看者長時間觀看（尤其是1小時持續(xù)的觀

看）將造成眼睛不適；雖可大范圍調(diào)低亮度及選用PL6及以下的

產(chǎn)品，但也僅能緩解不適，無法杜絕該問題。

由于本次工程大屏安裝的場所空間較小，操作人員離拼接屏較

近,若使用小間距LED,由于小間距LED亮度較高且燈珠直接裸露，

長時間觀看（尤其是1小時持續(xù)的觀看）將造成眼睛不適。

DLP拼接屏箱體體積較大，承重要求較高，需設置獨立的檢修

間，本次工程不適合選擇DLP屏。且DLP屏使用時間久后，不同屏

幕的亮度差可能會導致“陰陽臉”問題的出現(xiàn)。

綜上對比，本次工程建議采用LCD拼接屏，其分辨率高，設備

輕便，可采用前維護，安裝簡單，但明顯的拼縫（即使是最小拼縫

的LCD)會影響觀看效果。拼接屏根據(jù)現(xiàn)場的實際情況采用支架安

裝。

(2)顯示控制

本次工程的顯示內(nèi)容主要為前端攝像頭畫面及本地電腦畫面,

相關顯示畫面可在拼接屏上實現(xiàn)常規(guī)的全屏、開窗、漫游，縮放等

操作。

1)本地計算機的視頻信號上屏顯示

本地的計算機PC,通過PC的HDMI/DYI視頻輸出口，將PC上

顯示的畫面輸出至大屏，可以以窗口形式同時顯示在大屏幕上。可

以實現(xiàn)單屏顯示、任意大小顯示、跨屏顯示、相互疊加、整屏漫游、

任意縮放等顯示功能。

2)遠端視頻監(jiān)控信號解碼上屏顯示

部署在遠端的監(jiān)控攝像頭的畫面通過網(wǎng)絡傳送至綜合樓管理

中心，通過對其進行解碼后通過視頻接口輸出，解碼器宜內(nèi)置于視

頻控制設備內(nèi)，避免設置獨立的解碼器。

3)顯示控制

本次工程部署顯示專用控制電腦，電腦上部署視頻控制軟件,

實現(xiàn)對大屏拼接、輸入輸出切換的控制，同時對遠端的視頻監(jiān)控的

控制。

(3)操作臺

在管理中心部署操作臺及操作電腦，操作電腦顯示器及鼠標鍵

盤放置在操作臺桌