TVCC intelligente basata sull'intelligenza artificiale

L'Intelligent CCTV basato su AI è un sistema di gestione della sicurezza scientifica che utilizza la tecnologia di deep learning per controllare le emergenze con l'analisi delle immagini in tempo reale. Riconoscendo e analizzando i modelli di comportamento anomalo, come intrusioni, urla, vagabondaggi, ecc. viene immediatamente inviata una trasmissione di avviso al sito e consegnata al sistema di controllo, seguendo le risposte all'emergenza.
Inoltre, nel caso di parchi nazionali marini/costieri ad alto rischio di incidenti di sicurezza dovuti a maree e maree, la trasmissione degli orari delle maree viene automaticamente inviata al sito. La TVCC intelligente è stata installata nel 2020 e attualmente è in funzione in 89 luoghi di 15 parchi nazionali.

Il fattore di successo più importante è la scelta della posizione ottimale in cui l'apparecchiatura può essere utilizzata in modo efficace. La TVCC intelligente è stata installata selezionando le aree in cui in passato si sono verificati frequentemente incidenti di annegamento. Un altro fattore di successo è la presenza di una serie di sistemi per gestire le emergenze. Quando il sistema di allarme AI viene attivato, il centro di controllo generale nella sede centrale di KNPS controlla lo streaming in tempo reale per cogliere rapidamente la situazione e le squadre di soccorso dei parchi nazionali si recano sul posto per avviare le operazioni di salvataggio.

La TVCC intelligente basata sull'AI è un sistema di gestione scientifica della sicurezza che utilizza la tecnologia del deep learning. Per migliorare continuamente l'accuratezza del deep learning, gli esperti continuano a mantenere il software e a fornire supporto tecnico sul campo, in modo da poterlo gestire in modo stabile. Con l'accumularsi dei dati per il deep learning, si prevede un aumento del livello operativo del sistema. Sulla base di questi risultati e limiti, è necessario migliorare gradualmente le numerose telecamere a circuito chiuso che sono state monitorate dalla manodopera utilizzando questa tecnologia innovativa in relazione al sistema di gestione della sicurezza di KNPS.

Strumento di valutazione dell'impatto sulla biodiversità (BiA)

Per consentire una richiesta automatica e istantanea di valutazione dell'impatto sulla biodiversità, lo strumento BiA è stato sviluppato per facilitare i servizi di richiesta per i pianificatori territoriali e altre parti interessate tramite la piattaforma Azure. Lo strumento BiA funziona sovrapponendo il sito o la regione oggetto della richiesta (o i progetti edilizi esistenti) con più livelli geografici, tra cui la distribuzione delle specie e l'area protetta, per verificare se il sito o la regione si trova entro una certa distanza (ad esempio, 3 km, 5 km) dall'habitat di specie minacciate e/o dalle aree protette e se può causare un impatto su di esse. I rapporti di valutazione illustrano i rischi ecologici e ambientali dei progetti di costruzione per i responsabili delle decisioni e si spera che li incoraggino a prendere in considerazione la biodiversità.

Breve cronologia dello strumento BiA:

  • aprile-giugno 2020: formazione del team, comunicazione dei requisiti, piano di sviluppo del sistema
  • luglio-settembre 2020: sviluppo dello strumento
  • ottobre 2020: test di prova, applicazione e diffusione
  • (in preparazione) Apr-Set 2022: aggiornamento del sistema
  • Anni di accumulo di dati e costante riflessione sugli approcci applicativi dei dati.
  • Basi teoriche e tecniche accumulate dalla ricerca a lungo termine e dalla pratica di conservazione.
  • Promozione dello strumento BiA presso i suoi potenziali utenti, come governi, investitori e imprese.
  • Tenere sotto controllo il funzionamento dello strumento e il feedback degli utenti per ideare ulteriori aggiornamenti dello strumento.
  • L'applicazione dei dati è la fase principale dell'intero flusso di lavoro, in cui i dati si trasformano in informazioni preziose per gli stakeholder. Rapporti efficaci sull'applicazione dei dati devono tenere conto del pubblico (ad esempio, essere concisi e mirati).
  • Il completamento dello sviluppo e del rilascio non è l'ultimo passo per uno strumento. Anche trovare i potenziali utenti e convincerli a utilizzare lo strumento è molto importante. Uno strumento deve essere usato per fornire il massimo valore.
Piattaforma di visualizzazione dei dati di citizen science

Durante le campagne di osservazione della natura, i cittadini scienziati sono invitati a osservare e registrare tempestivamente la fauna selvatica, il che non solo rafforza il legame tra cittadini e natura, ma serve anche come promettente fonte di dati sulla distribuzione delle specie. I dati sulla distribuzione delle specie raccolti dai cittadini scienziati tramite questionario online confluiscono automaticamente nel database della piattaforma di visualizzazione (dopo la pulizia dei dati e il controllo periodico manuale) e si trasformano in grafici e mappe (di due tipi: spaziali, spaziali e temporali) intuitivi e attraenti tramite Power BI. La piattaforma, con versione web e mobile, fornisce un feedback in tempo reale agli sforzi di osservazione della natura dei cittadini scienziati, aumentando il loro senso di realizzazione e motivando la loro futura partecipazione alle attività di osservazione della natura. Inoltre, poiché la piattaforma integra diverse campagne di osservazione della natura con collegamenti ad articoli web su analisi specifiche di ciascuna campagna, offre un'ampia gamma di conoscenze sulla biodiversità e consente ai cittadini di "osservare la natura virtualmente" per conoscere la fauna selvatica in altre regioni.

Breve cronologia della piattaforma:

  • gennaio-febbraio 2021: formazione del team, analisi delle analisi, elaborazione del progetto
  • Mar-Giu 2021: sviluppo del database e della piattaforma
  • luglio-agosto 2021: test di prova
  • Settembre 2021: avvio e promozione
  • Un questionario di raccolta dati ben progettato e un meccanismo di pulizia automatica dei dati per garantire la qualità dei dati e un controllo manuale periodico (di solito una volta a stagione) per garantire la realtà dei dati.
  • Selezione dei metodi di visualizzazione e progettazione estetica con il coinvolgimento dei cittadini scienziati.
  • Tecnologia PowerBI.
  • Gestione e manutenzione della comunità WeChat di citizen scientist.
  • Essendo un prodotto di divulgazione pubblica, non sarebbe mai troppo per lucidare i contenuti e il design estetico per rendere la piattaforma facile da usare e attraente.
  • Coinvolgere gli utenti nella fase di progettazione e raccogliere le loro opinioni è molto utile per identificare le esigenze degli utenti.
  • I questionari devono essere ben progettati e i citizen scientist devono essere ben formati prima di registrare i dati. In caso contrario, è facile che si verifichino perdite di dati.
Sistema di gestione dei dati delle fotocamere

Per accelerare i flussi di dati delle trappole fotografiche, si sta sviluppando un sistema di gestione dei dati online con strumenti basati su app e riconoscimento delle immagini da parte dell'intelligenza artificiale, con il supporto di partner tecnici:

  • Applicazione assistente per il monitoraggio delle trappole fotografiche a livello comunitario: l'applicazione consente agli osservatori locali di registrare automaticamente l'ora e la posizione GPS dell'installazione/prelievo delle trappole fotografiche, risparmiando l'oneroso processo di raccolta dei dati da parte degli osservatori locali e l'inserimento manuale dei dati. (progetto: Giugno 2019, sviluppo: Ottobre 2019-Feb 2020, prova e utilizzo: Mar-Ott 2020)
  • Modelli di riconoscimento delle immagini AI: I modelli di intelligenza artificiale aiutano a rilevare gli animali e a identificare le specie nelle foto delle trappole fotografiche, riducendo notevolmente il numero di foto che richiedono l'identificazione umana e migliorando l'efficienza dell'elaborazione dei dati.
    • Una serie di modelli AI è stata addestrata e/o testata con partner tecnici, tra cui il modello PU & PKU ResNet18 (2018), MegaDetector (solo test, 2020), il modello MindSpore YOLOv3 (2021).
  • Piattaforma di gestione dei dati online: le informazioni sulle trappole con telecamera raccolte tramite l'app e le foto vengono caricate in un database strutturato su cloud. La piattaforma di gestione dei dati non solo supporta l'identificazione delle specie tramite l'IA e l'uomo, ma consente anche la ricerca globale dei dati e la stesura di rapporti statistici. (progetto: aprile-agosto 2021, sviluppo: settembre 2021-giugno 2022, prova e utilizzo: luglio 2022)
  • Revisione sistematica dell'attuale flusso di dati delle fotocamere e traduzione in esigenze di sviluppo di sistemi tecnici.
  • Modelli di riconoscimento dell'intelligenza artificiale delle immagini delle fototrappole open-source e con buone prestazioni.
  • Risorse cloud per l'elaborazione dell'intelligenza artificiale, l'archiviazione dei dati, ecc.
  • Prove di utilizzo e feedback per correggere i bug e migliorare l'usabilità del sistema.
  • Roma non è stata costruita in un giorno. A causa dei vincoli di tempo e di risorse, abbiamo dovuto dividere il sistema in diversi moduli e svilupparli passo dopo passo. Crediamo che ogni modulo possa migliorare una o più fasi del nostro flusso di lavoro e abbiamo beneficiato dei moduli prima che venissero incorporati nel sistema completo. Tuttavia, è importante avere una prospettiva generale all'inizio e fare piani a lungo termine per l'integrazione finale del sistema.
  • Un sistema non può essere perfetto fin dall'inizio. Quando l'app è stata lanciata e messa in uso in una comunità, non ha funzionato come ci aspettavamo e i monitor locali hanno segnalato vari tipi di bug. Abbiamo raccolto e analizzato i feedback per migliorare il design dell'interfaccia utente e la funzionalità dell'applicazione.
Formazione e sviluppo delle capacità

La formazione del personale è importante per garantire un'implementazione efficace e il successo a lungo termine della soluzione. Date priorità alla formazione durante la fase di progettazione e di implementazione, nonché dopo l'implementazione, per garantire l'uso continuo della soluzione.

  • I funzionari tecnici o i campioni che guidano la formazione e l'uso sul campo aumentano le possibilità di successo.
  • Utilizzare gli strumenti di reporting dell'organizzazione per monitorare l'impegno e l'utilizzo degli utenti, per individuare quando e se non utilizzano le applicazioni come previsto. Individuate i motivi del problema e collaborate con loro per risolverlo.
  • Le barriere linguistiche possono essere un problema e i moduli devono essere semplici per una raccolta dati efficace.
  • La formazione non deve essere vista come un esercizio una tantum, ma piuttosto come un processo continuo.
  • L'avvicendamento del personale è una realtà e le organizzazioni devono garantire la continuità avendo sempre più di un membro del personale senior formato sui vari flussi di lavoro e sull'amministrazione di ArcGIS Online.
  • I partner di implementazione possono rendere più gestibile la formazione e il supporto a lungo termine della soluzione.
Progettazione e distribuzione dei flussi di lavoro

ArcGIS Online fornisce un quadro sicuro e flessibile per la distribuzione di applicazioni utili e per l'integrazione di altre tecnologie di conservazione, al fine di supportare in modo olistico i flussi di lavoro relativi a ciascuna iniziativa attuata da un'area protetta. La base di tutti i flussi di lavoro comprende strumenti per la raccolta dei dati, come i moduli di indagine mobili (Survey123), la visualizzazione dei dati (cruscotti o applicazioni web), le analisi e i rapporti. Inoltre, l'Atlante vivente del mondo di ArcGIS vi dà accesso alla più importante raccolta di informazioni geografiche di tutto il mondo per supportare i vostri flussi di lavoro, comprese le più recenti immagini satellitari e prodotti come la perdita di foreste.

Esistono diversi flussi di lavoro preconfigurati per iniziative che possono essere disimballate e implementate immediatamente. Queste iniziative includono:

  • Monitoraggio delle attività illegali.
  • Monitorare la fauna selvatica.
  • Mitigare i conflitti con la fauna selvatica.
  • Manutenzione dell'infrastruttura del parco.

I flussi di lavoro sono configurabili e consentono agli utenti di personalizzarli in base alle proprie esigenze. In alternativa, le organizzazioni hanno accesso a tutti gli elementi necessari per sviluppare flussi di lavoro completamente nuovi per le proprie iniziative, ad esempio per le iniziative di sensibilizzazione della comunità o di partecipazione pubblica.

  • Ascoltate e lavorate con gli operatori in prima linea per comprendere il problema e definire i requisiti prima di progettare e distribuire il flusso di lavoro.
  • Su ArcGIS Online sono disponibili diverse applicazioni configurabili: capire come funzionano e come possono collegarsi tra loro è fondamentale per sviluppare flussi di lavoro efficaci.
  • Seguite la strategia di progettazione, implementazione, funzionamento e revisione per sviluppare un flusso di lavoro e massimizzarne l'impatto.
  • Prototipare e testare prima dell'implementazione.
  • Stabilire procedure e linee guida essenziali.
  • Seguire le migliori pratiche e tendenze.
  • L'esperienza in ArcGIS è estremamente vantaggiosa; in alternativa, utilizzate partner di implementazione per rendere il processo più semplice ed efficace.
  • Sfruttate la comunità ArcGIS e le risorse di formazione online.
Pubblicazione dei risultati

Per impegnare i team di ricerca-pratica nel Laboratorio Heritage Place su base volontaria, era necessario stabilire la produzione di risultati tangibili che sarebbero stati utili per gli individui, le istituzioni e i luoghi del patrimonio. L'Heritage Place Lab ha proposto di sviluppare e pubblicare le agende di ricerca risultanti dal processo, la pubblicazione di un numero speciale sul Journal of Cultural Heritage Management and Sustainable Development (Emerald), un passo importante per gli accademici, e la produzione di soluzioni Natura-Cultura da pubblicare su PANORAMA.

- WHLP gestisce la Comunità Natura-Cultura PANORAMA;

- L'ICCROM, principale partner di attuazione, è a sua volta un istituto di ricerca e dispone di pubblicazioni interne;

- Collaborazione con il Journal of Cultural Heritage Management and Sustainable Development (Emerald) per lo sviluppo del numero speciale.

Il processo di pubblicazione dei risultati si aggiunge al processo dei workshop dell'incubatore online, quindi è importante calcolare i tempi per entrambi i processi, oltre a contare le risorse per il lavoro editoriale e il follow-up. Questo deve essere stabilito prima di iniziare l'implementazione.

Valutare in modo collaborativo l'efficacia della gestione delle proprietà del Patrimonio Mondiale

L'Heritage Place Lab ha testato i concetti e gli strumenti sviluppati nell'ambito del WHL o in collaborazione con esso, tra cui il Knowledge Framework for Managing World Heritage, l'Enhancing Our Heritage Toolkit 2.0 (EOH 2.0) e il database di casi di studio di PANORAMA Nature-Culture Community (https://panorama.solutions/en/portal/nature-culture). Al fine di sviluppare le agende di ricerca delle proprietà del Patrimonio Mondiale guidate dalla pratica, l'Heritage Place Lab ha proposto che ogni Research-Practice Team lavorasse su incarichi tra un workshop e l'altro che sono stati successivamente presentati. La sequenza degli incarichi è stata concepita per alimentare la produzione di agende di ricerca per ciascuna proprietà del Patrimonio Mondiale, utilizzando gli strumenti 1, 2 e 4 del Toolkit EOH 2.0 che mira a valutare l'efficacia della gestione. I team hanno valutato la comprensione condivisa dei valori e degli attributi, delle modalità di governance e dei fattori che influenzano i luoghi del patrimonio, che hanno permesso di identificare i problemi di gestione e le priorità di ricerca.

- Il WHLP sta attualmente sviluppando una serie di manuali e strumenti a supporto della gestione delle proprietà del Patrimonio Mondiale. È stato possibile testarli durante la fase pilota dell'Heritage Place Lab.

- Il coinvolgimento nel progetto degli autori di questi manuali e strumenti, così come degli operatori che hanno applicato questi strumenti nei loro siti, ha facilitato il processo.

- I manuali e gli strumenti sono stati creati per l'uso dei gestori del Patrimonio mondiale e di altri luoghi del patrimonio, e sono stati più difficili da comprendere per i ricercatori. Tuttavia, il processo di utilizzo degli strumenti ha aiutato i ricercatori a comprendere più da vicino la gestione e a identificare le esigenze di gestione e di ricerca in base alle problematiche sul campo, collegandosi più strettamente con i siti.

- Il lavoro di collaborazione tra i ricercatori e i gestori dei siti per valutare l'efficacia della gestione è stato fondamentale per rafforzare i partenariati tra ricerca e pratica e ha permesso di avviare nuovi potenziali progetti e piani all'interno dei team.

Workshop online dell'incubatore ricerca-pratica

L'Heritage Place Lab ha funzionato come incubatore di programmi di ricerca guidati dalla pratica per 8 proprietà del Patrimonio Mondiale, promuovendo canali per la ricerca che hanno un impatto sulla gestione dei siti e per la gestione dei siti che influenzano la ricerca attraverso l'implementazione di 6 workshop online di 3 sessioni di 3 ore ciascuna tenutesi nell'arco di 7 mesi. Durante questi workshop, le questioni relative alla gestione dei siti sono state esplorate in modo collaborativo, consentendo ai ricercatori di testare teorie e metodologie con i gestori dei siti che lavorano sul campo. I ricercatori hanno avuto accesso alle proprietà del Patrimonio mondiale e hanno acquisito una comprensione approfondita delle esigenze locali. I gestori dei siti hanno acquisito familiarità con i metodi di ricerca e hanno co-prodotto programmi di ricerca per i loro luoghi Patrimonio dell'Umanità. Oltre 30 relatori ospiti di diversa estrazione, tra cui ricercatori, operatori, funzionari ed esperti internazionali, hanno fornito contributi su argomenti specifici sviluppati in ogni workshop. I facilitatori hanno fornito spunti di riflessione e feedback ai gruppi di lavoro sullo sviluppo di incarichi che hanno portato alla produzione di agende di ricerca.

- A causa della pandemia di COVID, il WHL è passato alle attività online e questo ha permesso di coinvolgere ricercatori, professionisti ed esperti di tutto il mondo.

- L'ambiente online era già familiare alla maggior parte dei partecipanti al progetto, compreso l'uso di applicazioni interattive che hanno permesso uno scambio più intenso.

- Anche se i partecipanti erano abituati all'ambiente online, ci sono state limitazioni nel coordinamento dei fusi orari (troppo presto per alcuni, troppo tardi per altri), e quindi tali attività potrebbero essere meglio implementate a livello nazionale o regionale.

- Problemi tecnici di connessione a Internet e di accesso ai dispositivi sono stati presenti in ogni workshop, limitando la partecipazione attiva di alcune delle persone coinvolte nel progetto.

- La mancanza di connessione fisica ha rappresentato una sfida, ma l'ambiente online ha permesso altri tipi di scambio e di connessione e l'allargamento della rete (più persone potevano essere coinvolte, i team potevano organizzare il loro lavoro in chat room e aule virtuali).

Traslocazione dei pesci piscina di Pahrump

Una volta creati gli stagni, sono state effettuate visite guidate ai membri del Nevada Department of Wildlife e dello US Fish and Wildlife Service, agenzie partner statali e federali responsabili delle autorizzazioni.

Pesci rossi di Pahrump catturati e trasportati via camion in pozzetti aerati e isolati da un refugium molto più grande situato a Spring Valley, in Nevada.

Aggiornamenti e visite regolari per i membri del "Pahrump Poolfish Recovery Implementation Team" federale hanno portato all'acquisizione del progetto e alla collaborazione con i partner statali e federali.

Anche se ci sono voluti anni per arrivare a questo punto, questi anni sono stati ben spesi per gettare solide basi per il successo e per promuovere un senso di comunità e di partnership. Questo progetto innovativo ha avuto un notevole riscontro positivo da parte della stampa locale e dei social media.