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李敏:打造手中的植物世界

李敏:打造手中的植物世界

  在李敏看来,自己工作的目标就是让植物分类学的研究幸运28成果走出研究所,真正成为普通人看得到、看得懂、用得上的东西。

  当你在外游玩看到一些不认识的花卉时,如何能立刻知道它们的名字?中国科学院植物研究所系统与进化植物学国家重点实验室工程师李敏主持的“数字植物”项目给出了解决方案。只要关注名为“中国植物志”或“中国植物图像库”的微信公众号,随手将遇到的花卉拍摄下来,并上传到微信公众号中去,你就能立刻得到该花卉的名称及物种信息,识别准确率在80%以上。

  “拍花识植物”只是李敏众多数字植物同类项目中的一个。在李敏看来,自己工作的目标就是让植物分类学的研究成果走出研究所,真正成为普通人看得到、看得懂、用得上的东西。

  曾经狂热的摄影发烧友

  李敏自2004年进入中国科学院植物研究所工作,4年后开始主要负责植物图像库与数字植物系统研发的相关项目。

  对于自己热衷与植物图像打交道,李敏认为这和自己对摄影的爱好密不可分。早在上高中时,他就喜欢拍照片,高考结束后,父亲给他买了一台海鸥相机作为奖励,从此他对摄影的痴迷更是一发不可收拾。

  1996年,李敏进入西南师范大学生命科学学院生物教育专业学习。幸运28大学期间,他攒下自己的生活费,又借了一笔钱,花费2000多块钱买了一台理光相机,这在那时的大学生看来是一个不小的数目,那台相机李敏至今还保留着。“上大学时不务正业,特别痴迷于拍照片,摄影是件烧钱的事,要买胶卷、洗照片,家里人常常说我舍不得花钱吃饭,但就舍得拿钱去拍照片。”李敏笑着向《中国科学报》记者回忆说。

  大学毕业后,李敏当过两年老师,后来辞职来到了植物研究所做实验室秘书,一两年之后便有机会开始接触数据库方面的工作。也正是因为在摄影方面的专长,他对信息系统设计等工作上手很快。

  2006年,植物研究所开始做中国数字植物标本馆,李敏去参与讨论了几次,后来逐渐开始参与到网站设计和图片库模块建设中去。到了2008年,李敏提议要建设一个中国植物图像库,后来便开始全力做图库。那时,每天早出晚归,基本上是早上8点出发,晚上11点才回家。如今回忆起一心扑在植物图像库建设的那段时光,李敏觉得虽然忙碌却也快乐而充实。

  对植物图像的汇集和整合

  到现在,中国植物图像库仍然是李敏当前手头最重要的几件事之一。

  提起创建中国植物图像库的初衷,李敏说:“植物研究所是我国植物分类学最重要的研究基地,中国有多少物种、什么形态、分布在哪里、如何识别鉴定,主要都是在这里研究的。我们也有着亚洲最大的植物标本馆。随着数码相机开始普及,大家拍摄的照片逐渐增多,我们就想,只是标本上的信息还不够,应该把具有颜色和形态的植物影像资料收集起来,当时就想到要建设一个植物图像库,作为标本馆的补充。”

  截至目前,李敏主持的中国植物图像库已经收录了190万张植物照片,物种数超过1.8万种,覆盖了中国野生植物种类的近三分之二。

  “图像库拥有7万多个相册,签约摄影师达到1万多人,都要求以实名注册。”提到图像库中的摄影师,李敏如数家珍,“我们的签约摄影师大都在科研或教学机构工作;也有从上中学起就在我们这里玩儿,现在已经上植物学研究生的;还有一位最老的摄影师,从上世纪90年幸运28代开始就跑遍全国拍植物,如今已78岁高龄,每年还能坚持五六个月在外拍摄植物。”

  李敏把植物图像库分为三个时代:“图库1.0是个人自己拍照自己建图库,2000年以前大概都是这样,有很多人投入很多精力建个人植物图库。图库2.0就是我们现在正在做的,收集大量图片,把个人小图库汇集起来变成一个大图库,产生1加1大于2的效果。”

  李敏团队下一步要建的就是图库3.0。“图库2.0强调照片是每个人自己拍摄的,每张照片都有版权,但图库3.0只关注图片本身,只要能追溯来源,不管是谁拍摄的,只要照片在某个网站上放着,我们就能把它索引过来,进行科学分类,以后进行物种搜寻或者模式识别就很方便,就像搜索引擎一样。”

  但是,建图库3.0并非易事,因为它的特点就是数量庞大且重在分类。“图库1.0时代,每个人一般能拍十几万张照片,物种数量达到三五千已经很难了。图库2.0能轻易达到几百万张照片,一两万个物种,再往上走也很难。而图库3.0也许能很快地把中国大部分物种索引进来。”

  让植物走进人们生活

  植物图像库建起来之后,很多衍生工作就有了基础,比如“拍花识植物”的功能就是以此为基础实现的。这种花卉图像自动识别功能是以中国植物图像库收集的花卉照片为素材,筛选出1000种最常见花卉,建立了中国常见花卉专题影像库。李敏团队与百度深度学习研究院合作,利用模式识别技术,实现了对常见花卉的鉴定,并将其嵌套入手机APP和微信公众号中推广普及。

  除了中国植物图像库之外,李敏如今还有两个重要任务,那就是手机APP版《中国植物志》和中国数字植物标本馆网络平台。“所谓手机APP版《中国植物志》,就是把《中国植物志》进行数字化并制作成手机APP,使人们通过智能手机方便查找植物的物种信息。”

  李敏介绍说:“现代植物分类学开创于西方。原来,我们要想命名一种植物,必须去欧美国家的标本馆去鉴定,难免受制于人。1959年,我国启动了《中国植物志》的编纂,到2004年全部完成,共有126册,包括3万个物种。在这之前完成的《中国高等植物图鉴》,收集了9000个物种,包括了中国最常见的植物。1989年启动的Flora of China(《中国植物志》英文修订版)也在2013年全部完成,共有45册,是用英文对3万个物种的重新梳理和修订。我们把这些植物志进行了数字化处理,并制作成了《中国植物志》手机版、网页版和微信版等多个版本。”

  中国数字植物标本馆则是国家标本资源共享平台的植物子平台,囊括了中科院系统、地方科研院所和学校等几十家的标本,目前上网的数字标本达到六百多万份。一批专题数据库也已经建立起来,将为植物分类学等相关学科提供基础数据,同时为相关科学研究人员提供在线工作平台。

  “目前,这些数字植物基础平台都在推进中,未来我们的重点是基于这些数字资源开发一系列数字产品、出版诸如植物图鉴、观花手册等图书,方便人们出行时随时查阅植物信息。植物资源不能只待在研究所、标本馆里,而是应该走进普通人的生活中,成为人们休闲生活的一部分。希望我们团队的工作能够为此做出一点贡献。”李敏说。

  (原载于《中国科学报》 2015-06-05 第5版 人物)