從粵港澳的蜜源植物觀察到北京的圓柏分布調查，生命網格(BioGrid)APP自2024年5月22日發(fā)布以來，已經走出華南國家植物園，在國內生物多樣性的資源調查、公眾參與的科學觀測以及高校的教學實習等方面獲得了廣泛的應用。截止目前，平臺已富集了超過1.7萬個物種、49萬條分布記錄、72萬張生物照片，注冊用戶1.1萬名，其中超過10%的用戶為專家賬戶，所構建的“專業(yè)力量引領 公眾廣泛參與”的生物多樣性地面監(jiān)測技術體系，正在形成應用生態(tài)。

圖1. 生命網格(BioGrid)APP V1 版本

為了進一步滿足更加多樣的生物記錄需求，實現(xiàn)生物多樣性觀測與生態(tài)監(jiān)測體系的連接，我們開發(fā)了生命網格APP V2版本。新版本將為對象的永久標識、生物多樣性與生態(tài)數(shù)據(jù)的同構、植株的高精度定位、物種的精準鑒定以及項目的組織方式帶來全新的方案，具體包括：

構建生物多樣性資源數(shù)字身份標識的中國方案

當前生物多樣性資源尚缺乏統(tǒng)一的全球性數(shù)字標識符，該領域目前也缺乏中國方案。我們通過與科技資源標識服務平臺(cstr.cn)合作，首次為全球生物物種及其實體資源開發(fā)了相應的數(shù)字標識服務體系，新標識不僅能夠對每個物種、每個對象實例進行永久標識，還充分考慮了物種的分類學概念以及生物資源的生長與擴繁特點，因此能夠有效解決包括分類變動、育種、扦插、組培在內的各類對象的關系建立、信息更新與文獻追蹤等疑難問題。結合標識符的離線預生成機制和二維碼的實時生成與應用，V2版本的生命網格APP將可以為觀測對象分配可跨時空、跨系統(tǒng)使用的永久標識符，并能夠為特定對象的時序數(shù)據(jù)采集和科普掛牌提供支持。

圖2. 基于CSTR標識符，生命網格APP可以實現(xiàn)任何網絡狀態(tài)下特定對象時序數(shù)據(jù)的準確采集

建立首個地面生物多樣性與生態(tài)數(shù)據(jù)同構模型

由于對象的種類、關系以及監(jiān)測需求的多樣性，物種和生態(tài)要素的技術監(jiān)測，廣泛存在著系統(tǒng)與數(shù)據(jù)的高度異質性，這在很大程度上阻滯了當前地面監(jiān)測體系的數(shù)智化進程。我們?yōu)榇藰嫿艘粋€由“空間—實體—片段”三個對象構成的概念模型，它可以統(tǒng)一地面監(jiān)測數(shù)據(jù)的概念和關系，并能夠為各類地面生物多樣性和生態(tài)數(shù)據(jù)的采集、標識、組織與操作提供一致的框架指導。結合CSTR標識和V2版本的工程實現(xiàn)，生命網格 APP可以自然地實現(xiàn)諸如植株物候長時序列觀測、樣方樣線樣點多人協(xié)作觀測、水土氣樣要素監(jiān)測與生物多樣性觀測數(shù)據(jù)整合等功能與數(shù)據(jù)的同構。

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

連接北斗實現(xiàn)APP的高精度快速定位

觀測對象的高精度定位可以為精確的對象管理和精細的科學研究提供支持，然而當前智能手機的定位只能達到數(shù)米的精度，還無法滿足園區(qū)植株定位等精細化場景的數(shù)據(jù)采集需求。V2 版本的生命網格APP通過與微型化北斗RTK定位設備進行深度適配，實現(xiàn)了觀測對象數(shù)據(jù)和高精度定位數(shù)據(jù)的一體化采集。經過實際測試和驗證，該功能在RTK信號穩(wěn)定的人工環(huán)境下，可以實現(xiàn)10cm以內的高速高精度定位服務，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. 通過連接微型化北斗RTK設備，實現(xiàn)對象觀測數(shù)據(jù)與高精度定位數(shù)據(jù)的一體化采集

上線首個開放性的全國生物物種鑒定專家精準對接體系

生命網格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，然而物種的概念非常復雜，準確的鑒定往往還是離不開專家的支持。對于不同類群不同區(qū)域的生物種類，如何快速準確地對接合適的鑒定專家?一直都是生物多樣性信息系統(tǒng)設計的難題，本次V2版本的APP將借助平臺的全國性專家資源以及基于AI的鑒定專家精準對接系統(tǒng)，實現(xiàn)基于觀測信息的專家自動推薦、對接和反饋體系。新版APP將支持包括普通公眾在內的所有用戶，將待鑒別的物種信息推送給關聯(lián)度最高的一至多位專家，專家在收到求助消息后可以對物種進行鑒定和反饋。

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

構建基于項目群組的人地物互聯(lián)體系

V2版的生命網格對原有的項目群組做了進一步的升級。新的項目群組支持用戶使用預設的一致多個表單進行項目數(shù)據(jù)的記錄和提交，同時應用還會根據(jù)用戶當前所激活的項目，自動切換各類對象的默認表單，這一改進可以主動降低人工切換表單的頻率，從而提升公眾參與特定項目的使用體驗。新上線的位置發(fā)現(xiàn)和項目地圖功能，能夠輔助用戶對項目數(shù)據(jù)進行位置回訪，結合北斗高精度定位和CSTR標識功能，可以為植物園這樣的人工場景建立精準的人地物互聯(lián)體系，能夠有效提升地物對象的監(jiān)測與管理水平。

應用的下載與更新

新版本將于5月22日國際生物多樣性日正式對外公測。新用戶可以掃描下方二維碼關注“生命網格 BioGrid”微信公眾號，點擊“APP下載”安裝使用，既有用戶可以打開APP直接更新應用。

為了更好的解答用戶的疑惑，我們同步上線了“生命網格·百問百答”智能客服，該功能可以通過自然對話的方式回答關于“生命網格”應用的一切問題。嘗試了解，請點擊這里，或掃描下方二維碼進行訪問。

項目支持：生命網格是在廣東省基礎與應用基礎研究旗艦項目和廣東省重點領域研發(fā)計劃資助下，由中國科學院華南植物園標本館(IBSC)開發(fā)的生物多樣性智慧應用系統(tǒng)。