本發明涉及生態監測，尤其涉及一種自然保護地的生態數據采集與智能分析系統及方法。
背景技術：
1、自然保護地生態監測領域目前面臨諸多問題。在數據采集方面，存在數據來源異構且格式不統一、采集設備分散導致能源供應受限、傳輸條件差使得實時性難以保障以及數據質量參差不齊且標準不統一等問題。例如，不同類型的采集設備可能采用不同的數據存儲格式，給后續的數據整合帶來困難。同時，在一些偏遠地區的自然保護地，采集設備的能源供應可能成為制約數據采集持續性的關鍵因素。而且，由于自然保護地的地形復雜等原因，數據傳輸信號可能不穩定，影響數據的實時性。
2、在數據處理方面，多源數據融合困難，時空同步精度低，數據清洗耗時長且存儲成本高。不同類型的數據在時間和空間維度上的同步處理難度較大，需要精確的校準方法。此外，數據清洗過程中需要篩選出有效數據，去除噪聲和異常值，這個過程往往耗費大量時間。而且，隨著數據量的不斷增加，存儲成本也成為一個突出問題。
3、在分析應用方面，分析方法單一、智能化程度低、實時性不足且決策支持能力弱。現有的分析方法可能主要集中在傳統的統計分析，缺乏對大數據和人工智能技術的充分應用。智能化程度低使得分析結果的準確性和效率受到限制。同時，在實際應用中，對實時數據的分析處理能力不足，難以滿足快速變化的生態監測需求。并且，現有的分析結果對保護地管理決策的支持力度不夠，無法提供具有針對性和可操作性的建議。
4、有鑒于此，特提出本發明以解決上述技術問題。
技術實現思路
1、本發明目的在于提供一種自然保護地的生態數據采集與智能分析系統及方法，以解決現有的生態監測領域在數據采集方面、數據處理方面與分析應用方面難以滿足快速變化的生態監測需求的技術問題。
2、本發明的第一目的是提供一種自然保護地的生態數據采集與智能分析系統，包括：
3、多源數據采集模塊，多源數據采集模塊包括硬件采集層和數據傳輸層，硬件采集層與數據傳輸層用于對生態要素數據進行采集；
4、數據處理模塊，數據處理模塊包括數據預處理和數據融合處理，數據預處理與數據融合處理用于對多源數據采集模塊采集的生態要素數據進行處理；
5、智能分析模塊，智能分析模塊包括物種識別分析和生態評估分析，物種識別分析與生態評估分析用于對數據處理模塊處理后的生態要素數據進行識別與評估。
6、進一步地，硬件采集層包括圖像采集單元、聲學采集單元和環境參數采集單元；
7、圖像采集單元包括紅外相機陣列、高清視頻監控和無人機航拍；
8、聲學采集單元包括超聲波傳感器和生物聲學記錄儀；
9、環境參數采集單元包括溫濕度傳感器、光照傳感器和土壤傳感器。
10、進一步地，數據傳輸層包括通信協議和網絡拓撲控制；
11、通信協議包括支持多協議接入、數據壓縮傳輸和斷點續傳機制；
12、網絡拓撲控制包括自組網功能、動態路由選擇和負載均衡策略。
13、進一步地，數據預處理包括數據標準化和時空同步處理；
14、數據標準化包括格式轉換、單位統一和質量評估；
15、時空同步處理包括時間對齊、空間校準和數據插補。
16、進一步地，數據融合處理包括多源數據融合和數據關聯分析；
17、多源數據融合包括特征級融合和決策級融合；
18、數據關聯分析包括時序關聯、空間關聯和因果關聯。
19、進一步地，物種識別分析包括圖像識別模型和聲學識別模型；
20、圖像識別模型包括目標檢測、物種分類和數量統計；
21、聲學識別模型包括特征提取、模式匹配和物種識別。
22、進一步地，生態評估分析包括棲息地評估和種群動態分析；
23、棲息地評估包括環境因子分析、適宜度評價和變化趨勢預測；
24、種群動態分析包括數量變化、行為特征和活動規律。
25、本發明的第二目的是提供一種面向自然保護地的生態要素多源數據采集與智能分析系統的方法，包括以下步驟：
26、s1、對夜間及低光照條件下野生動物監測、重要生態區域和通道實時記錄、大面積生態圖像獲取、記錄自然保護地的各種聲音、采集自然保護地的環境參數，得到多源數據；
27、s2、通過通信協議與網絡拓撲控制，實現多源數據的壓縮傳輸與選擇并實施負載均衡策略；
28、s3、對多源數據進行格式轉換、單位統一、質量評估、時間對齊、空間校準和數據插補，確保多源數據的質量和確保多源數據的一致性和準確性；
29、s4、對多源數據進行特征級融合與決策級融合，全面認識多源數據并提高融合決策的準確性和可靠性；
30、s5、分析多源數據在時間序列上的變化規律、在空間上的分布規律和多源數據之間的因果關系；
31、s6、通過目標檢測、物種分類和數量統計準確識別圖像中的目標物種，并進行特征提取、模式匹配和物種識別確定聲學數據中的物種類型；
32、s7、對棲息地的環境因子、適宜度和變化趨勢進行分析與預測，并監測物種數量變化、分析行為特征和活動規律。
33、通過采用上述技術方案，使得本發明具有以下有益效果：
34、首先通過多源數據采集模塊實現多源數據統一采集，克服數據來源復雜、格式不統一等問題，確保不同類型的多源數據能夠被有效整合和利用；然后通過數據處理模塊實現了快速的多源數據的清洗、時空同步處理和多源數據融合，提高多源數據處理的速度和效率，滿足自然保護地生態監測對實時性的要求；最后通過智能分析模塊實現了對物種的準確識別和生態評估，為自然保護地的管理決策提供有力支持。
1.一種自然保護地的生態數據采集與智能分析系統，其特征在于，包括：
2.根據權利要求1所述的自然保護地的生態數據采集與智能分析系統，其特征在于，所述硬件采集層包括圖像采集單元、聲學采集單元和環境參數采集單元；
3.根據權利要求2所述的自然保護地的生態數據采集與智能分析系統，其特征在于，所述數據傳輸層包括通信協議和網絡拓撲控制；
4.根據權利要求3所述的自然保護地的生態數據采集與智能分析系統，其特征在于，所述數據預處理包括數據標準化和時空同步處理；
5.根據權利要求4所述的自然保護地的生態數據采集與智能分析系統，其特征在于，所述數據融合處理包括多源數據融合和數據關聯分析；
6.根據權利要求5所述的自然保護地的生態數據采集與智能分析系統，其特征在于，所述物種識別分析包括圖像識別模型和聲學識別模型；
7.根據權利要求6所述的自然保護地的生態數據采集與智能分析系統，其特征在于，所述生態評估分析包括棲息地評估和種群動態分析；
8.根據權利要求1-7任一所述的自然保護地的生態數據采集與智能分析系統的方法，其特征在于，包括以下步驟：