水德浮游生物大數(shù)據(jù)平臺的使用與數(shù)據(jù)分析方法

目前，絕大多數(shù)海洋和淡水生態(tài)領(lǐng)域的研究機(jī)構(gòu)和業(yè)務(wù)監(jiān)測單位，對浮游生物的研究手段還停留在人工鏡檢及手工測定的階段，這樣經(jīng)常導(dǎo)致操作過程繁瑣、工作量巨大、分析結(jié)果滯后，而且需要資深專業(yè)技術(shù)人員。

此平臺用于對浮游生物樣品進(jìn)行快速安全清洗、掃描成像、種類鑒定、數(shù)量統(tǒng)計、大小測量、生物量測定等工作，可以讓相關(guān)研究機(jī)構(gòu)和業(yè)務(wù)單位快速了解水域生態(tài)系統(tǒng)中的浮游生物在空間維度和時間維度上的分布和變化情況。

浮游生物大數(shù)據(jù)平臺主要包括以下四個組成部分：ZooSCAN浮游動物圖像掃描分析系統(tǒng)（含專用電腦和ZooProcess軟件）、浮游生物甲醛快速清洗裝置、EcoTaxa云端大數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)及國內(nèi)云服務(wù)器。

一、ZooSCAN浮游動物圖像掃描分析系統(tǒng)
ZooSCAN浮游動物圖像掃描分析系統(tǒng)是該平臺中的硬件部分，它主要用于對浮游動物樣品掃描，形成數(shù)字化的圖像。其自帶的軟件ZooProcess會以標(biāo)準(zhǔn)化的程序處理原始圖像并對不同個體的形態(tài)參數(shù)進(jìn)行自動測量及計數(shù)。 ZooSCAN工作流程:

1)掃描空白背景；2)掃描樣品，獲得原始圖片和元數(shù)據(jù)信息；3)使用ZooProcess軟件，標(biāo)準(zhǔn)化原始圖片，提取并測量圖片中不同個體的形態(tài)參數(shù)；4)通過對形態(tài)學(xué)參數(shù)的提取與分析，可進(jìn)一步獲得樣品的粒徑組成、生物學(xué)體積等信息（由EcoTaxa完成）。



ZooSCAN掃描結(jié)果：  
ZooSCAN 規(guī)格：

• 型號：ZSCA04
• 規(guī)格 （LxWxH）：60 x 54 x 36 cm （關(guān)上蓋子）
• 質(zhì)量：25 Kg
• 輸入電壓：110 to 230 VAC, 50 to 60 Hz
• 接口：USB 2.0
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二、浮游生物甲醛快速清洗裝置
  甲醛快速清洗裝置是一套專業(yè)的工具，專門用來清洗使用福爾馬林保存的浮游生物樣品中的甲醛成分，跟傳統(tǒng)清洗方法相比，此裝置更加安全、快速、高效。
甲醛快速清洗裝置采用AISI 316不銹鋼制成，配6個相互獨立的圓柱形清洗器，每個清洗器容積約2L，可單獨拆卸。每個清洗器配有1個獨立開關(guān)，可單獨控制水流出入。
每個清洗器側(cè)面有一個矩形小孔，裝有500μm（可定制，最小20μm）孔徑的不銹鋼網(wǎng)篩。每個清洗器有1個手柄，保證使用時的方便和安全。
頂部是1個焊接上的圓環(huán)，直徑180mm，圓環(huán)上安裝了一個網(wǎng)目500μm的不銹鋼篩網(wǎng)。底部直徑10mm，有3個直徑3mm的圓孔，圓孔上裝有網(wǎng)目500μm的不銹鋼篩網(wǎng)。清洗器通過1個閥門連接在2mm的AISI 316不銹鋼架上。一個進(jìn)水接頭，一個出水接頭。

三、EcoTaxa云端大數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)

EcoTaxa云端大數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)是一個浮游生物數(shù)據(jù)庫共享平臺，主要致力于對浮游生物圖片進(jìn)行高效地自動鑒定、分類和統(tǒng)計。它的數(shù)據(jù)庫完全獨立，專門為中國用戶建立，使用者可以在該網(wǎng)站上瀏覽、上傳浮游生物圖片或創(chuàng)建浮游生物數(shù)據(jù)庫。其分類速度快、數(shù)據(jù)保有量大、系統(tǒng)樹完整，因此受到了廣大浮游生物分類學(xué)專家們的青睞。
  EcoTaxa云端大數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)通常配合ZooSCAN一起使用。將通過ZooSCAN獲得的浮游生物圖片和相關(guān)信息上傳到EcoTaxa后，用戶可以利用網(wǎng)站上已有的或自己新創(chuàng)建的數(shù)據(jù)庫快速對圖片中的浮游生物種類進(jìn)行自動鑒定、分類，再從EcoTaxa中將鑒定的結(jié)果導(dǎo)出，用于統(tǒng)計該批浮游生物具體的分類學(xué)數(shù)據(jù)。這樣大大地提高了物種分類的效率，能夠幫助用戶們節(jié)省寶貴的科研時間。此外，數(shù)字化的圖片及分類保存形式，方便使用者日后對項目進(jìn)行檢索、調(diào)用。
  EcoTaxa云端大數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理速度更加快速、界面簡潔、易于操作且功能強(qiáng)大，定能協(xié)助浮游生物研究人員取得更加豐碩的科研成果。同時，幫助國內(nèi)水域生態(tài)監(jiān)測單位，快速獲得浮游生物數(shù)據(jù)，通過研究浮游生物的生物量變化來及時的了解對應(yīng)水域生態(tài)環(huán)境的變化情況。

水德浮游生物大數(shù)據(jù)平臺的特性：

• 應(yīng)用(專)：專門用于浮游生物研究
• 功能(強(qiáng))：自動對浮游生物鑒定、分類、計數(shù)、計算生物量
• 效率(高)：快速批量分析大量浮游生物樣品
• 信息量(大)：經(jīng)緯度、采樣深度、網(wǎng)型、網(wǎng)口面積等
• 照明系統(tǒng)(優(yōu))：確保圖像質(zhì)量和對比度最佳
• 圖像解析度(高)：最高可達(dá)4800dpi
• 圖像分辨率(高)：14150 x 22640 (3.2億像素,1GB)
• 數(shù)據(jù)分析緯度(大)：空間維度和時間維度
• 深度學(xué)習(xí)能力(強(qiáng))：隨著數(shù)據(jù)量的增加，圖像識別率會逐步提升

 
水德浮游生物大數(shù)據(jù)平臺的應(yīng)用：

• 浮游生物自動鑒定、計數(shù)、分類
• 水域生物量計算分析
• 水域生態(tài)災(zāi)害應(yīng)急監(jiān)測
• 水域生態(tài)數(shù)據(jù)統(tǒng)一管理
• 特定水域生態(tài)系統(tǒng)演變監(jiān)測和預(yù)測
• 不同水域生態(tài)系統(tǒng)關(guān)系分析
• 漁業(yè)資源評估和預(yù)測

 
水德浮游生物大數(shù)據(jù)平臺能夠高效地幫助用戶處理和分析大批量的浮游生物樣品，并快速獲得用戶需要的浮游生物分類學(xué)信息以及浮游生物時空分布信息，為科研人員的學(xué)術(shù)研究和政府部門的決策提供快速、全面的數(shù)據(jù)支撐。