一种海洋浮游植物的鉴定方法技术

本发明专利技术公开了一种海洋浮游植物的鉴定方法，具体涉及浮游植物鉴定技术领域，包括具体步骤如下：

【技术实现步骤摘要】
一种海洋浮游植物的鉴定方法


[0001]本专利技术涉及浮游植物鉴定
，更具体地说，本专利技术涉及一种海洋浮游植物的鉴定方法
。

技术介绍

[0002]浮游植物，指在大洋水环境中营浮游生活的微小植物，海洋浮游植物是海洋生态系统的重要组成部分，海洋浮游植物进行自养作用，固定二氧化碳和水，为海洋食物链提供物质和能量，浮游植物具有种类多，数量大，繁殖快等特点，其多样性
、
生态分布
、
群落结构与演替等对维持生态系统结构和平衡具有重要意义，海洋生物多样性不只是表征海洋环境状况的一个参数，更是为制定，鉴定海洋环境保护的一个很重要的参数
。
[0003]经检索在现有公开文献中，中国专利公开号
CN111474021A
的专利公开了一种水体浮游植物快速固定及鉴定的方法，该专利主要通过从容器中取少量混合均匀的待测样品进行鉴定，浮游植物计数准确性及安全性的问题，确保了鉴定结果的准确性，实验过程中不需加入任何药品，整个实验过程容易实现，需要的仪器设备简单，对于浮游植物的鉴定具有可利用价值和重要意义；但是该专利存在如下缺陷；
[0004]上述海洋浮游植物在进行鉴定时，海洋浮游植物较多一个个人工取样，一个个运输到检测实验室内，通过专业的检测设备以及检测人员才能对海洋浮游植物进行鉴定，鉴定时还需要一一参考该海洋浮游植物检测数值，该检测效率较低，为此需要提供一种海洋浮游植物的鉴定方法
。

技术实现思路

[0005]为了克服现有技术的上述缺陷，本专利技术提供一种海洋浮游植物的鉴定方法
。
[0006]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种海洋浮游植物的鉴定方法，包括具体步骤如下：
[0007]S1、
建立样本库，通过各种渠道收集有关浮游植物的数据，包括文献资料
、
实地调查
、
网络资源，建立浮游植物种类数据库按
550
种计算，每种海洋浮游植物，拍摄相机拍摄
15—40
张图像，将收集到的数据筛选填上海洋浮游植物名称拍摄方位，整理后的数据输入数据库管理系统内，建立样本库；
[0008]S2、
图像识别提取各物种信息，将分离出来的浮游植物细胞用适量的甲醛进行固定，以保持细胞的原有形态和结构，用适当的染色剂对固定后的浮游植物细胞进行染色，细胞涂片在显微镜下观察和识别，记录每种浮游植物的形态
、
大小
、
颜色
、
运动方式和数量，图像采集高清相机对显微镜下的细胞图像进行采集，将图像数据储存到计算机硬盘内，图像采集完成，建立细胞图像数据库；
[0009]S3、
数据校对，对原始数据归一化
、
去噪
、
填充缺失值，所有数据都在同一数值范围内，且数据中没有异常值或缺失值，再输入已知样本的特征及其真实类别，训练一个分类模型，使用这个模型对新的样本进行预测，将预测结果与实际观测值比较，查看预测结果是否
正确，如正确则该比对方式正确，如缺失则比对方式存在误差，对该误差数据修补校对，校对次数为
5—10
次；
[0010]S4、
无人船走航观测，摄像机搭载在无人船上，按照航测线路远程控制摄像机行走位置，获取现场海洋浮游植物生物视频特征，将采集到的海洋浮游植物生物视频特征，通过无线网络远程输送到计算机内储存；
[0011]S5、
种类鉴定比对，将海洋浮游植物生物视频特征通过计算机与建立样本库比对，比对分析
5—20S
后获得浮游植物的种类；
[0012]S6、
细胞丰富度鉴定比对，将该浮游植物细胞丰富度与细胞图像数据库比对，在
5—10S
后获取细胞丰富度鉴定数据；
[0013]S7、
海洋浮游植物鉴定数据库更新，在比对和验证过程中，发现数据存在问题或需要增加新的种类和细胞丰富度数据，应及时通过无线网更新扩充标准样本库，更新后校对海洋浮游植物鉴定是否有效，数据有效则录入数据库中，如无效则将错误数据修订无误后录入数据库
。
[0014]优选地，所述
S1
中实地调查在海洋中采集水样，并记录位置
、
时间和环境数据，每次记录
2—5
次，再将水样带回实验室，利用孔径为
10
‑
20
μ
m
的过滤网过滤和浓缩，提取出浮游植物，对浮游植物分类和计数，包括藻类
、
浮游植物，分类和计数结果记录在样本库中，对样本在
5—10min
内编号
、
保存，所述
S1
中浮游植物拍摄时选择侧面
、
正面
、
俯视
、
仰视
、
后视
、
左视
、
右视拍摄，每个视角最少拍
2—5
张，且使用微距镜头捕捉浮游植物图片，拍摄距离为
5—10cm
，拍摄相机数量为
2—5
台
。
[0015]优选地，所述
S2
中细胞涂片制作时将检材涂布于载玻片的右
2/3
处，并将另一
1/3
部位粘贴标签，单向涂布检材，避免细胞变形，均匀涂布检材，检液置于载玻片的右端，再用另一张窄边光滑的载玻片作为推片，以与滴液载玻片成
40
°
夹角
、
自右向左匀力推动检液，细胞涂片，所述
S2
中计算机对数据分层，分流管理，多级服务器区分，按设备
、
用户服务器
、
用户二服务器
、
用户三服务器
、
用户四服务器，分级分流处理，多组数据在
5—10S
内分流储存，每台服务器网络运行网速为2‑
4M/S
，相邻两台服务器之间串联
。
[0016]优选地，所述
S3
中去噪过滤，去除异常值
、
离群点，通过数据清洗
、
统计方法或机器学习方法去噪处理，对于数据中的缺失值，使用均值
、
中位数
、
众数
、
插值
、
回归填充，每次填充2‑5名工作人员视察填充数据，确认填充数据无误后签字
。
[0017]优选地，所述
S4
中无线网络远程输送时打开计算机上的网络浏览器，按照提示操作，以配置计算机接收来自无线网络图像传输设备的图像，通过在设备上触发动作或移动，查看计算机上是否成功传输了图像，对输送成功的图像编号为未处理标签
。
[0018]优选地，所述
S5
中建立样本库比对主要包括对视频的裁剪和缩放，使本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种海洋浮游植物的鉴定方法，其特征在于：包括具体步骤如下：
S1、
建立样本库，通过各种渠道收集有关浮游植物的数据，包括文献资料
、
实地调查
、
网络资源，建立浮游植物种类数据库按
550
种计算，每种海洋浮游植物，拍摄相机拍摄
15—40
张图像，将收集到的数据筛选填上海洋浮游植物名称拍摄方位，整理后的数据输入数据库管理系统内，建立样本库；
S2、
图像识别提取各物种信息，将分离出来的浮游植物细胞用适量的甲醛进行固定，以保持细胞的原有形态和结构，用适当的染色剂对固定后的浮游植物细胞进行染色，细胞涂片在显微镜下观察和识别，记录每种浮游植物的形态
、
大小
、
颜色
、
运动方式和数量，图像采集高清相机对显微镜下的细胞图像进行采集，将图像数据储存到计算机硬盘内，图像采集完成，建立细胞图像数据库；
S3、
数据校对，对原始数据归一化
、
去噪
、
填充缺失值，所有数据都在同一数值范围内，且数据中没有异常值或缺失值，再输入已知样本的特征及其真实类别，训练一个分类模型，使用这个模型对新的样本进行预测，将预测结果与实际观测值比较，查看预测结果是否正确，如正确则该比对方式正确，如缺失则比对方式存在误差，对该误差数据修补校对，校对次数为
5—10
次；
S4、
无人船走航观测，摄像机搭载在无人船上，按照航测线路远程控制摄像机行走位置，获取现场海洋浮游植物生物视频特征，将采集到的海洋浮游植物生物视频特征，通过无线网络远程输送到计算机内储存；
S5、
种类鉴定比对，将海洋浮游植物生物视频特征通过计算机与建立样本库比对，比对分析
5—20S
后获得浮游植物的种类；
S6、
细胞丰富度鉴定比对，将该浮游植物细胞丰富度与细胞图像数据库比对，在
5—10S
后获取细胞丰富度鉴定数据；
S7、
海洋浮游植物鉴定数据库更新，在比对和验证过程中，发现数据存在问题或需要增加新的种类和细胞丰富度数据，应及时通过无线网更新扩充标准样本库，更新后校对海洋浮游植物鉴定是否有效，数据有效则录入数据库中，如无效则将错误数据修订无误后录入数据库
。2.
根据权利要求1所述的一种海洋浮游植物的鉴定方法，其特征在于：所述
S1
中实地调查在海洋中采集水样，并记录位置
、
时间和环境数据，每次记录
2—5
次，再将水样带回实验室，利用孔径为
10
‑
20
μ
m
的过滤网过滤和浓缩，提取出浮游植物，对浮游植物分类和计数，包括藻类
、
浮游植物，分类和计数结果记录在样本库中，对样本在
5—10min
内编号
、
保存
。3.
根据权利要求1所述的一种海洋浮游植物的鉴定方法，其特征在于：所述
S1
中浮游植物拍摄时选择侧面
、
正面
、
俯视
、
仰视
、

【专利技术属性】
技术研发人员：李艳，夏涛，孙萍，张学雷，张宝堂，
申请(专利权)人：自然资源部第一海洋研究所，
类型：发明
国别省市：