野生动物是国家公园生态系统的“活名片”，既是反映生态健康的“晴雨表”，也是维系生物多样性、保障生态链完整的关键一环。从藏羚羊的高原迁徙，到大熊猫的竹林栖息，每一种野生动物的生存状态，都直接关联着国家公园自然生态系统的稳定与可持续；而对野生动物的有效监测，更是落实生态保护、评估生态风险的基础前提。

《国家公园法》第二十四条明确“国家加强国家公园监测网络体系建设，充分发挥各类监测站点的作用，运用信息化手段加强监测数据集成分析、共享和综合应用，全面掌握自然生态系统构成、分布、动态变化和生物多样性状况，及时评估和预警生态风险”，第三十二条要求“国务院有关部门定期对国家公园内自然资源和生态环境状况等进行科学评估，并依法公布”。这两条政策为野生动物监测工作划定了“法定方向”——不仅明确了监测需覆盖生物多样性状况的核心目标，更要求通过技术手段打破传统监测局限，实现数据的高效利用与生态风险的及时预警。对野生动物保护而言，这意味着监测不再是被动巡查，而是需升级为主动感知、精准评估的法定任务，为天空地遥感一体化技术的落地提供了政策依据，也为破解长期存在的监测难题注入了制度动力。

然而，受限于自然环境的复杂性与传统监测技术的局限性，野生动物保护长期面临看不见、看不全、看不透的困境。如今，以天空地遥感一体化技术为核心的监测体系，正以科技之力回应立法要求，守护国家公园的每一个生命，为生物多样性保护注入强劲动能。

野生动物监测三大核心挑战

“看不见”的困境，体现在多维时空谱中难以精准辨识物种特性。以大熊猫国家公园为例，从空间看，园区2.2万平方公里区域里，80%为高山峡谷与密竹林，人工巡护范围仅覆盖10%，大量偏远山区的国家级保护物种长期处于监测盲区。从环境看，野生动物长期生活在高郁闭度的复杂林下环境中，存在严重的树叶遮挡、林下目标与背景混叠的问题，旗舰物种在时空与环境交织中“隐身”，难以精准监测。

“看不全”的问题，则体现在监测维度的单一性。过去，红外相机虽能捕捉动物影像，但受限于固定点位布设，难以追踪物种的迁徙路径与活动范围。比如在东北虎豹国家公园，东北虎的活动半径可达数十公里，仅靠分散的红外相机，无法完整呈现其捕食、繁殖等行为链条，更难以掌握种群间的基因交流情况。同时，单一的视觉监测无法应对复杂天气，暴雨、暴雪、浓雾等天气会导致设备失效，形成监测空窗期。

“看不透”的矛盾，在于难以通过局部信息推理物种个体、数量与时空分布。在神农架国家公园候选区，其核心保护区植被郁闭度超85%，红外相机常仅拍到金丝猴的尾部或豹猫的局部躯体，无法通过毛色、斑纹等特征完成个体精准识别，更难统计种群真实数量。地面样线调查收集到黑熊粪便，却无法关联到具体个体，也无法判断其活动范围。同时，局部监测数据碎片化，造成无法掌握种群时空分布规律，导致保护措施难以精准匹配物种需求，难以从根源保障种群稳定。

构建天空地遥感协同监测体系

面对监测困境，天空地遥感一体化技术以多维度、高精度、广覆盖的优势，可以构建起一套全方位的野生动物感知监测网络，实现从被动发现到主动感知的跨越。

解决“看不见”困境，在于通过无人机搭载的多类型载荷，突破时空与环境的限制，精准捕捉野生动物的踪迹与特性。在硬件研制方面，针对现行空基线性体制激光雷达难以实现复杂林下环境的遮蔽目标探测，研究植被穿透激光三维成像模型构建技术和林下目标稀疏点云还原技术，解决林下目标点云空间稀疏、分布不规则的问题，实现林下动物目标的探测。针对空基光学载荷存在的挑战，通过提升空间与温度分辨率，研制高灵敏制冷型中波红外相机。针对茂密树冠难以穿透突破这一瓶颈，通过创新性地提出并研究无人机搭载垂钓系统的探测方法，旨在将探测设备精准伸入树冠下方，直接接触或接近林下空间，从而实现对野生动物的有效搜寻与识别。通过硬件的提升可以清晰辨识动物的物种、数量与行为特性，彻底解决“看不见”的难题。

解决“看不全”困境，在于构建“天—空—地”三级联合观测体系，实现时空无缝覆盖。在时间维度上，卫星提供长期宏观监测（每月1—2次），无人机提供中期重点巡查（每周1—2次），地面设备提供短期实时监测（24小时不间断），形成多频次、无间断的时间链条。在空间维度上，三级平台形成“广覆盖—中聚焦—精观测”的空间网络，卫星覆盖整个国家公园（面积达数千平方公里），无人机聚焦重点区域（面积达数十平方公里），地面设备精准观测局部点位（面积达数平方米）。此外，多模态数据的融合进一步补全观测维度。天空平台提供视觉数据（影像、热红外），地面平台补充声学数据（动物叫声）与分子数据（粪便DNA），通过DNA检测确认个体身份，实现“声音—影像—基因”的多模态数据联动，彻底解决“看不全”的问题。

解决“看不透”困境，在于通过多源异构智能识别整合“空—地”多维度数据，以技术协同与智能分析实现局部信息推理。具体可以从三方面落地：在空基多源监测层面，依托无人机搭载的多载荷实现信息互补，快速检测出疑似动物分布；同时，无人机航拍影像通过AI模型提取动物轮廓、毛色等特征，初步区分物种个体差异，为后续识别提供空中基础数据。地基多模态检测识别则聚焦地面精准数据采集，红外相机24小时记录动物完整行为，声学传感器捕捉物种独特叫声，粪便DNA检测进一步确认个体身份与亲缘关系；通过构建“影像—声音—基因”多模态数据库，AI算法可关联局部信息（如一段叫声、半张影像）与个体特征，实现精准识别与数量统计。空地联合观测探索通过数据融合算法打通“空—地”数据链路，将无人机定位的动物活动区坐标同步至地面设备，引导红外相机、声学传感器重点监测；同时，将空基的栖息地数据（植被分布、地形）与地基的个体数据（活动轨迹、种群数量）输入机器学习模型，推理物种时空分布规律（如金丝猴季节迁移路径），最终实现从局部观测到全景认知的跨越，彻底解决“看不透”难题。

天空地遥感技术实践赋能国家公园

从理论探索到实际落地，天空地遥感技术已在多个国家公园的野生动物保护工作中发挥重要作用，取得了显著的生态成效与社会价值。

作为青藏高原腹地的生态屏障，三江源国家公园以平均海拔超4000米、地域广阔、高寒缺氧为核心特点，传统人工巡护难以覆盖雪豹、藏羚羊等物种的迁徙与栖息区域。针对这一特性，天空地遥感技术构建“宏观—中观—微观”三级监测体系：通过卫星遥感实现藏羚羊迁徙路径的大范围追踪，掌握种群季节性移动规律；依托无人机开展雪豹活动核心区的重点巡查，突破高海拔地形限制，精准定位雪豹栖息地；地面布设红外相机，24小时记录物种个体行为。这套体系形成完整的“迁徙—栖息—行为”数据链，既能定期评估种群数量变化，也能及时预警草场退化、栖息地破坏等生态风险，为高原珍稀物种保护提供科学支撑。

大熊猫树栖、独居、活动范围广的习性，叠加大熊猫国家公园80%区域为高山峡谷与密竹林的环境特点，导致传统无人机监测易受竹叶遮挡，难以捕捉林下大熊猫踪迹，对监测的穿透性与精准度要求极高。天空地遥感技术围绕“破除遮挡—精准识别—个体管理”打造适配方案：天空端，高分五号卫星的高光谱传感器精准识别竹林覆盖度与健康状况，划定大熊猫“核心觅食区”，评估栖息地质量；空中端，除用激光雷达生成三维竹林模型、分析大熊猫活动难度外，重点启用无人机垂钓系统，将探测设备从竹林间隙伸入林下，避开上层竹叶遮挡，直接拍摄大熊猫在地面或低矮竹丛中的活动影像，大幅提升林下目标捕捉率；地面端，结合垂钓系统定位的大熊猫活动区域，引导红外相机重点布控，通过AI模型提取大熊猫独特毛色斑纹（如同生物身份证），再搭配粪便DNA检测，实现个体身份确认与亲缘关系追溯。

神农架国家公园候选区植被郁闭度高、物种隐蔽性强的特点，导致传统监测常出现仅见局部躯体、难辨物种个体的问题。天空地遥感技术重点发力穿透监测与多模态协同：一方面，通过无人机搭载植被穿透激光雷达，突破树叶遮挡，直接捕捉林下金丝猴、豹猫等物种的完整影像；另一方面，搭建“影像—声音—基因”多模态智能识别系统，红外相机自动检测动物影像，声学传感器捕捉物种独特叫声（如金丝猴的集群鸣叫），地面样线采集的粪便样本通过DNA检测补充个体信息。搭建红外摄像头动物信息智能提取系统，实现“拍摄—入库—检测—识别”全流程智能化，为该地区的野生动物保护决策制定提供支持。

天空地遥感引领国家公园建设新未来

随着技术的不断迭代升级，天空地遥感野生动物感知监测技术将从三方面深化应用，进一步贴合立法要求。在技术创新上，深化AI与大数据融合，提升数据处理效率与监测精准度，比如通过AI分析动物健康状态；同时构建全国野生动物监测一张网，支撑跨区域迁徙追踪与全国性生态风险评估。在应用拓展上，结合社区参与科普教育，比如用VR技术普及生态保护、向居民开放预警数据，让社会力量参与监测，扩大覆盖范围。在国际合作上，分享我国技术与立法实践经验，比如助力非洲反盗猎、共建跨境监测网络，为全球生物多样性保护提供中国方案。

从“看不见”到“看得清”，从“看不全”到“看得透”，天空地遥感野生动物感知监测技术的发展，不仅改变了国家公园野生动物保护的方式，更守护着地球生命共同体的未来。在这片充满生机的土地上，“生态慧眼”将持续聚焦每一个灵动的生命，以科技之力，让国家公园的生态之美永续传承，让人与自然和谐共生的画卷在新时代绽放更绚丽的光彩。 （作者系武汉大学教授）

编辑：李圣薇

初审：李燕

审核：苑铁军