從粵港澳的蜜源植物觀察到北京的圓柏分布調(diào)查，生命網(wǎng)格(BioGrid)APP自2024年5月22日發(fā)布以來(lái)，已經(jīng)走出華南國(guó)家植物園，在國(guó)內(nèi)生物多樣性的資源調(diào)查、公眾參與的科學(xué)觀測(cè)以及高校的教學(xué)實(shí)習(xí)等方面獲得了廣泛的應(yīng)用。截止目前，平臺(tái)已富集了超過(guò)1.7萬(wàn)個(gè)物種、49萬(wàn)條分布記錄、72萬(wàn)張生物照片，注冊(cè)用戶1.1萬(wàn)名，其中超過(guò)10%的用戶為專家賬戶，所構(gòu)建的“專業(yè)力量引領(lǐng) 公眾廣泛參與”的生物多樣性地面監(jiān)測(cè)技術(shù)體系，正在形成應(yīng)用生態(tài)。

圖1. 生命網(wǎng)格(BioGrid)APP V1 版本

為了進(jìn)一步滿足更加多樣的生物記錄需求，實(shí)現(xiàn)生物多樣性觀測(cè)與生態(tài)監(jiān)測(cè)體系的連接，我們開發(fā)了生命網(wǎng)格APP V2版本。新版本將為對(duì)象的永久標(biāo)識(shí)、生物多樣性與生態(tài)數(shù)據(jù)的同構(gòu)、植株的高精度定位、物種的精準(zhǔn)鑒定以及項(xiàng)目的組織方式帶來(lái)全新的方案，具體包括：

構(gòu)建生物多樣性資源數(shù)字身份標(biāo)識(shí)的中國(guó)方案

當(dāng)前生物多樣性資源尚缺乏統(tǒng)一的全球性數(shù)字標(biāo)識(shí)符，該領(lǐng)域目前也缺乏中國(guó)方案。我們通過(guò)與科技資源標(biāo)識(shí)服務(wù)平臺(tái)(cstr.cn)合作，首次為全球生物物種及其實(shí)體資源開發(fā)了相應(yīng)的數(shù)字標(biāo)識(shí)服務(wù)體系，新標(biāo)識(shí)不僅能夠?qū)γ總€(gè)物種、每個(gè)對(duì)象實(shí)例進(jìn)行永久標(biāo)識(shí)，還充分考慮了物種的分類學(xué)概念以及生物資源的生長(zhǎng)與擴(kuò)繁特點(diǎn)，因此能夠有效解決包括分類變動(dòng)、育種、扦插、組培在內(nèi)的各類對(duì)象的關(guān)系建立、信息更新與文獻(xiàn)追蹤等疑難問(wèn)題。結(jié)合標(biāo)識(shí)符的離線預(yù)生成機(jī)制和二維碼的實(shí)時(shí)生成與應(yīng)用，V2版本的生命網(wǎng)格APP將可以為觀測(cè)對(duì)象分配可跨時(shí)空、跨系統(tǒng)使用的永久標(biāo)識(shí)符，并能夠?yàn)樘囟▽?duì)象的時(shí)序數(shù)據(jù)采集和科普掛牌提供支持。

圖2. 基于CSTR標(biāo)識(shí)符，生命網(wǎng)格APP可以實(shí)現(xiàn)任何網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)下特定對(duì)象時(shí)序數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確采集

建立首個(gè)地面生物多樣性與生態(tài)數(shù)據(jù)同構(gòu)模型

由于對(duì)象的種類、關(guān)系以及監(jiān)測(cè)需求的多樣性，物種和生態(tài)要素的技術(shù)監(jiān)測(cè)，廣泛存在著系統(tǒng)與數(shù)據(jù)的高度異質(zhì)性，這在很大程度上阻滯了當(dāng)前地面監(jiān)測(cè)體系的數(shù)智化進(jìn)程。我們?yōu)榇藰?gòu)建了一個(gè)由“空間—實(shí)體—片段”三個(gè)對(duì)象構(gòu)成的概念模型，它可以統(tǒng)一地面監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的概念和關(guān)系，并能夠?yàn)楦黝惖孛嫔锒鄻有院蜕鷳B(tài)數(shù)據(jù)的采集、標(biāo)識(shí)、組織與操作提供一致的框架指導(dǎo)。結(jié)合CSTR標(biāo)識(shí)和V2版本的工程實(shí)現(xiàn)，生命網(wǎng)格 APP可以自然地實(shí)現(xiàn)諸如植株物候長(zhǎng)時(shí)序列觀測(cè)、樣方樣線樣點(diǎn)多人協(xié)作觀測(cè)、水土氣樣要素監(jiān)測(cè)與生物多樣性觀測(cè)數(shù)據(jù)整合等功能與數(shù)據(jù)的同構(gòu)。

圖3. “空間-實(shí)體-片段”模型(SOF模型)以及基于SOF模型的生命網(wǎng)格APP生物多樣性與生態(tài)數(shù)據(jù)采集功能

連接北斗實(shí)現(xiàn)APP的高精度快速定位

觀測(cè)對(duì)象的高精度定位可以為精確的對(duì)象管理和精細(xì)的科學(xué)研究提供支持，然而當(dāng)前智能手機(jī)的定位只能達(dá)到數(shù)米的精度，還無(wú)法滿足園區(qū)植株定位等精細(xì)化場(chǎng)景的數(shù)據(jù)采集需求。V2 版本的生命網(wǎng)格APP通過(guò)與微型化北斗RTK定位設(shè)備進(jìn)行深度適配，實(shí)現(xiàn)了觀測(cè)對(duì)象數(shù)據(jù)和高精度定位數(shù)據(jù)的一體化采集。經(jīng)過(guò)實(shí)際測(cè)試和驗(yàn)證，該功能在RTK信號(hào)穩(wěn)定的人工環(huán)境下，可以實(shí)現(xiàn)10cm以內(nèi)的高速高精度定位服務(wù)，能夠滿足植物園等人工環(huán)境下的植株快速高精度定位與數(shù)據(jù)一體化采集和回訪的需求。

圖4. 通過(guò)連接微型化北斗RTK設(shè)備，實(shí)現(xiàn)對(duì)象觀測(cè)數(shù)據(jù)與高精度定位數(shù)據(jù)的一體化采集

上線首個(gè)開放性的全國(guó)生物物種鑒定專家精準(zhǔn)對(duì)接體系

生命網(wǎng)格APP V1版本可以為用戶提供基于AI和區(qū)域物種編目的的物種鑒別服務(wù)，然而物種的概念非常復(fù)雜，準(zhǔn)確的鑒定往往還是離不開專家的支持。對(duì)于不同類群不同區(qū)域的生物種類，如何快速準(zhǔn)確地對(duì)接合適的鑒定專家?一直都是生物多樣性信息系統(tǒng)設(shè)計(jì)的難題，本次V2版本的APP將借助平臺(tái)的全國(guó)性專家資源以及基于AI的鑒定專家精準(zhǔn)對(duì)接系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)基于觀測(cè)信息的專家自動(dòng)推薦、對(duì)接和反饋體系。新版APP將支持包括普通公眾在內(nèi)的所有用戶，將待鑒別的物種信息推送給關(guān)聯(lián)度最高的一至多位專家，專家在收到求助消息后可以對(duì)物種進(jìn)行鑒定和反饋。

圖5. 用戶在記錄時(shí)，可以直接邀請(qǐng)專家進(jìn)行物種的鑒定，APP會(huì)根據(jù)所采集的信息向用戶推薦關(guān)聯(lián)度最高的一至多位專家供用戶選擇求助

構(gòu)建基于項(xiàng)目群組的人地物互聯(lián)體系

V2版的生命網(wǎng)格對(duì)原有的項(xiàng)目群組做了進(jìn)一步的升級(jí)。新的項(xiàng)目群組支持用戶使用預(yù)設(shè)的一致多個(gè)表單進(jìn)行項(xiàng)目數(shù)據(jù)的記錄和提交，同時(shí)應(yīng)用還會(huì)根據(jù)用戶當(dāng)前所激活的項(xiàng)目，自動(dòng)切換各類對(duì)象的默認(rèn)表單，這一改進(jìn)可以主動(dòng)降低人工切換表單的頻率，從而提升公眾參與特定項(xiàng)目的使用體驗(yàn)。新上線的位置發(fā)現(xiàn)和項(xiàng)目地圖功能，能夠輔助用戶對(duì)項(xiàng)目數(shù)據(jù)進(jìn)行位置回訪，結(jié)合北斗高精度定位和CSTR標(biāo)識(shí)功能，可以為植物園這樣的人工場(chǎng)景建立精準(zhǔn)的人地物互聯(lián)體系，能夠有效提升地物對(duì)象的監(jiān)測(cè)與管理水平。

應(yīng)用的下載與更新

新版本將于5月22日國(guó)際生物多樣性日正式對(duì)外公測(cè)。新用戶可以掃描下方二維碼關(guān)注“生命網(wǎng)格 BioGrid”微信公眾號(hào)，點(diǎn)擊“APP下載”安裝使用，既有用戶可以打開APP直接更新應(yīng)用。

為了更好的解答用戶的疑惑，我們同步上線了“生命網(wǎng)格·百問(wèn)百答”智能客服，該功能可以通過(guò)自然對(duì)話的方式回答關(guān)于“生命網(wǎng)格”應(yīng)用的一切問(wèn)題。嘗試了解，請(qǐng)點(diǎn)擊這里，或掃描下方二維碼進(jìn)行訪問(wèn)。

項(xiàng)目支持：生命網(wǎng)格是在廣東省基礎(chǔ)與應(yīng)用基礎(chǔ)研究旗艦項(xiàng)目和廣東省重點(diǎn)領(lǐng)域研發(fā)計(jì)劃資助下，由中國(guó)科學(xué)院華南植物園標(biāo)本館(IBSC)開發(fā)的生物多樣性智慧應(yīng)用系統(tǒng)。