对英国皇家植物园的 800 万个植物和真菌标本进行数字化

2024.08.30

邱园 皇家植物园 (英国) 是世界上最大的植物和真菌样本收藏地之一,拥有来自世界各地的超过 800 万个标本。

尽管研究人员可以个人身份自由进入邱园植物标本馆和真菌馆,但人们普遍认为,全球科学界将从这些资源更便捷获取中获得难以估量的益处。这就是为什么 英国邱园团队承担了使用 FUJIFILM GFX100S 和 FUJINON GF63mmF2.8 R WR 的数字化存档的艰巨任务。

英国邱园首席数字化运营经理 Marie-Hélène Weech 解释道:“我们目前正在着手实施迄今为止最雄心勃勃的项目,以完成超过 800 万个植物和真菌标本的数字化。”

“这些标本支撑了对我们最大的全球挑战研究。在网上免费提供我们所有的图像和标本将使世界各地的人们能够了解它们,从而加速研究。”

Image 2024 © Fujifilm

规模问题

Marie-Hélène 解释说,将 800 万件物品数字化带来了全新的困难。 “这是一项大规模的操作作业,”她指出。

自数字化项目启动以来,邱园必须招募、培训和监督一支规模庞大的团队,包括数字化专员、质量保证专员、运营、支持和管理人员、团队领导和数据经理。

“我们没有对研究人员和游客关闭植物标本馆或真菌馆,”Marie-Hélène继续说道。 “然而,这给在建筑物周围为 40 多个图像工作站寻找空间带来了挑战。”

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FUJIFILM GFX100S

邱园团队需要一种在可扩展工作流程中提供高精度和易用性的图像解决方案,因此倾向于使用 FUJIFILM GFX 系统

“我们的标准尺寸样本片是用 GFX100S 相机和 GF63mmF2.8 R WR 镜头拍摄的,”图像支持专员 Jonny Davies 解释道。 “这些相机已安装在灯箱上:部分封闭的图像站通常采用 Kaiser RB 555 AS LED 照明装置进行照明。

“我们为科学研究制作图像;因此,高精度和分辨率是两个不可动摇的因素。”他指出。 “GFX100S 包含一个 1亿2百万像素的中画幅传感器。该传感器的物理尺寸最大化了图像中的细节,这意味着当研究人员使用这些照片时,分辨率使他们能够真正探索植物部分的纹理和复杂结构。

“另一个因素是操作,”Jonny补充道。 “成像是在植物标本馆和真菌馆现场进行的,而不是在受控的工作室环境中进行。无论是空间限制还是对邱园其他同事工作的影响,GFX100S 的小巧外形都在一定程度上缓解了这些挑战。”

成像过程

“因为我们在植物标本室周围拍摄,所以曝光设置因地而异,”Jonny描述道。 “我们的光圈通常设置在 F11 到 F13 之间,保持足够的景深以适应样本高度范围。

“然后我们根据这个光圈平衡快门速度和 ISO。周围有一些脚步声,因此在设置快门速度时需要注意相机抖动。在这种情况下,我们将 ISO 保持在尽可能低的水平。

“为了保持一致性,我们使用 GoldenThread NXT 软件根据 FADGI(联邦机构数字指南倡议)成像标准对我们的图像进行分析。使用这些指南主要使我们能够保持大量工作站的一致性。

“我们的目标是三星级的最低标准——参数性能水平基于用于非装订文档或绘画和二维艺术的参数性能水平。

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通过将每个 GFX100S 连接到专用计算机并使用软件进行操作,可以快速连续拍摄的标本数量大大增加,并且整个过程得到简化。

“我们的相机与 Mac Mini 相连并与 Capture One 连接,”Jonny 指出。他解释说,数字化专员可以使用 Capture One 的实时取景对焦辅助工具来确保最佳对焦,并使用键盘命令释放快门,而无需触摸相机机身。

然后可以使用手持式条形码扫描仪快速命名该文件,然后导出、转换为 TIFF 并使用 Max Communications 的定制元数据软件进行数字化。 “GFX100S 是一款用户友好且无所畏惧的设备,”Jonny 补充道。 “鉴于我们的数字化人员不一定具有摄影背景,这很有帮助。”

从数字化角度来看,最重要的技术支持由项目合作伙伴 Max Communications 提供,该公司还建造了定制站。该公司专有的基于云的管理软件允许以最省时的方式实现转录和元数据记录。

下一步?

有了这么大的一个档案馆,一些隐藏的宝藏被发掘出来是不可避免的。在这一过程中,偶尔会重新发现维多利亚时代著名科学家(包括查尔斯-达尔文)处理过的标本–这些生物历史碎片为许多领域的研究提供了机会。

“我们希望我们的数据门户网站和在 GBIF(全球生物多样性信息机制)上提供的信息能够为植物学家、分类学家、植物科学家和生物领域的其他人提供更好的资源。

截至 2024 年 7 月,GBIF 上已提供超过 200 万个数字标本,邱园数据门户网站上已提供近 150 万个标本,重要的研究已经使用数字化档案进行,包括旨在保护英属维尔京群岛濒危物种的保护项目。更广泛的气候变化研究的好处可能是巨大的。

“我们很高兴看到人们如何以其他方式利用这些藏品,但我们还没有想到,”Marie-Hélène 总结道。 “最终的目标是,数字馆藏将成为提供新知识和解决方案的关键要素,从而对应对全球挑战产生真正的影响。”