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水德浮游生物大数据平台的使用与数据分析方法

2021.3.02

水德浮游生物大数据平台

目前，绝大多数海洋和淡水生态领域的研究机构和业务监测单位，对浮游生物的研究手段还停留在人工镜检及手工测定的阶段，这样经常导致操作过程繁琐、工作量巨大、分析结果滞后，而且需要资深专业技术人员。

此平台用于对浮游生物样品进行快速安全清洗、扫描成像、种类鉴定、数量统计、大小测量、生物量测定等工作，可以让相关研究机构和业务单位快速了解水域生态系统中的浮游生物在空间维度和时间维度上的分布和变化情况。

浮游生物大数据平台主要包括以下四个组成部分：ZooSCAN浮游动物图像扫描分析系统（含专用电脑和ZooProcess软件）、浮游生物甲醛快速清洗装置、EcoTaxa云端大数据分析系统及国内云服务器。

一、ZooSCAN浮游动物图像扫描分析系统
ZooSCAN浮游动物图像扫描分析系统是该平台中的硬件部分，它主要用于对浮游动物样品扫描，形成数字化的图像。其自带的软件ZooProcess会以标准化的程序处理原始图像并对不同个体的形态参数进行自动测量及计数。

ZooSCAN工作流程:

1)扫描空白背景；2)扫描样品，获得原始图片和元数据信息；3)使用ZooProcess软件，标准化原始图片，提取并测量图片中不同个体的形态参数；4)通过对形态学参数的提取与分析，可进一步获得样品的粒径组成、生物学体积等信息（由EcoTaxa完成）。

ZooSCAN扫描结果：

ZooSCAN扫描得到的浮游动物图片

测得的浮游动物形态学参数

ZooSCAN 规格：

型号：ZSCA04
规格（LxWxH）：60 x 54 x 36 cm （关上盖子）
质量：25 Kg
输入电压：110 to 230 VAC, 50 to 60 Hz
接口：USB 2.0

二、浮游生物甲醛快速清洗装置

甲醛快速清洗装置是一套专业的工具，专门用来清洗使用福尔马林保存的浮游生物样品中的甲醛成分，跟传统清洗方法相比，此装置更加安全、快速、高效。
甲醛快速清洗装置采用AISI 316不锈钢制成，配6个相互独立的圆柱形清洗器，每个清洗器容积约2L，可单独拆卸。每个清洗器配有1个独立开关，可单独控制水流出入。
每个清洗器侧面有一个矩形小孔，装有500μm（可定制，最小20μm）孔径的不锈钢网筛。每个清洗器有1个手柄，保证使用时的方便和安全。
顶部是1个焊接上的圆环，直径180mm，圆环上安装了一个网目500μm的不锈钢筛网。底部直径10mm，有3个直径3mm的圆孔，圆孔上装有网目500μm的不锈钢筛网。清洗器通过1个阀门连接在2mm的AISI 316不锈钢架上。一个进水接头，一个出水接头。

三、EcoTaxa云端大数据分析系统

EcoTaxa云端大数据分析系统是一个浮游生物数据库共享平台，主要致力于对浮游生物图片进行高效地自动鉴定、分类和统计。它的数据库完全独立，专门为中国用户建立，使用者可以在该网站上浏览、上传浮游生物图片或创建浮游生物数据库。其分类速度快、数据保有量大、系统树完整，因此受到了广大浮游生物分类学专家们的青睐。

EcoTaxa云端大数据分析系统主界面

EcoTaxa云端大数据分析系统通常配合ZooSCAN一起使用。将通过ZooSCAN获得的浮游生物图片和相关信息上传到EcoTaxa后，用户可以利用网站上已有的或自己新创建的数据库快速对图片中的浮游生物种类进行自动鉴定、分类，再从EcoTaxa中将鉴定的结果导出，用于统计该批浮游生物具体的分类学数据。这样大大地提高了物种分类的效率，能够帮助用户们节省宝贵的科研时间。此外，数字化的图片及分类保存形式，方便使用者日后对项目进行检索、调用。