【公民科學】庶民觀察也能成為科學基礎 iNaturalist的應用 | 台灣環境資訊協會-環境資訊中心

【公民科學】庶民觀察也能成為科學基礎 iNaturalist的應用

iNaturalist 的使用介紹及其應用(下)

2018年12月02日
文:林政道(國立嘉義大學生物資源學系助理教授)

iNaturalist(以下簡稱iNat)的設計讓大眾能夠拍照或錄音上傳生物出現的紀錄(occurrence data),當使用者篩選特定物種時,就能夠了解其分布(distribution)特性,並能應用在科學研究上,例如了解物種的分布和環境的關係、生物的食性(例如某些鳥吃什麼昆蟲或果實),以及物候特性(生物因應環境變化產生週期性的變化,像是植物開花結果、動物求偶交配等)等。

iNat中的觀察記錄也能夠應用在生物多樣性調查以及生態保育上。這些應用最重要的基礎就是 iNat 對於資料本身的態度是完全開放的,也就是任何人都能夠從iNat取得世界上任何一筆觀察記錄及其細節。過去可能會有許多由專家學者及政府主導的生物調查,或是社群媒體上的生物照片分享,然而這些資料的開放性不一:有些資料具備完整的詮釋資料(metadata,例如地點座標、生物分類、族群數量等),但大部分的資料可能都是零散、沒有結構的,加上某些特定社群媒體(例如 facebook)是透過網路爬蟲來擷取社團資料,造成要應用這類的資料需要投注大量心力來蒐集、清理、確認資料的完整性及正確性。所以iNat透過簡易的品質控管以及群眾外包(crowd sourcing,也就是透過iNat參與者社群協助鑑定)的方式,確保生物多樣性的資料能夠應用到後續研究上,其資料等級分為三種:一般(casual)、需要鑑定(needs ID)以及研究等級(research grade)。所有的觀察記錄預設等級都是「一般」,如果一筆觀察記錄中,擁有下列的條件就會自動成為「需要鑑定」等級:

  • 具有該生物出現的證據(即照片或聲音)
  • 具有地理資訊(也就是有座標)
  • 具有觀察的日期
  • 不是圈養或栽培的生物

接下來這筆觀察記錄會由社群來協助鑑定,只要社群有三分之二以上的成員同意該生物的名字是「物種(species)」或屬於物種以下的分類階層,該筆觀察記錄就會成為「研究等級」。研究等級的資料會定期匯出至全球生物多樣性資訊機構(Global Biodiversity Information Facility; GBIF)的資料庫中 [註1],並提供給有興趣的專家、研究者、政府機構以及一般大眾使用。

舉例來說,假設有一筆觀察記錄(圖一),上傳者提供了觀察日期、地點以及生物證據,也建議鑑定為「斑馬紋多臂簑鮋」(獅子魚的一種),而且總共有三個人同意這筆觀察記錄為「斑馬紋多臂簑鮋」,也就是三分之二以上的社群建議同意(總共三個人鑑定,其三分之二即為兩人以上),此記錄就會成為「研究等級」。

您也許還會問,那如果有人亂點鑑定怎麼辦?或是一般大眾誤認怎麼辦?這時候您就可以利用評論留下您的意見,例如決定性的形態特徵,或是其他可以輔助判釋的重點和社群的使用者討論,即便您一時鑑定錯誤也毋須擔心,鑑定都可以撤回重新鑑定。但如果碰到真的來搗亂的使用者,再請您回報給管理員處理。

iNaturalist的應用
圖1、研究等級的觀察記錄

以某觀察記錄(圖二)為例,使用者 doggy0406 上傳了一筆蜻蜓的觀察記錄,並且給了一個鑑定為「海霸蜻蜓 微斑亞種(Tramea transmarina ssp. euryale」,但使用者 aru 認為照片不像海霸蜻蜓,其翅痣和腹部的形狀看起來不同(“It does not look like T. transmariana. The stains on the wings and the shape of abdomen look quite different”)。另外又再補充他鑑定為褐基蜻蜓(Urothemis signata ssp. yiei)的原因為:

  1. 翅痣為暗褐色,翅膀邊緣為淡黃褐色
  2. 腹部的形狀(不過 aru 並未詳細描述)

這些鑑定的討論有助於社群使用者在物種辨識上的學習,所以我也建議如果您是該分類群的專家或是業餘強者大大,碰到鑑定上有爭議或是意見不一的情形時,歡迎您提點辨識上的重點及關鍵特徵,透過交流提昇 iNat 鑑定種類的品質。

iNaturalist的應用
圖2、對於物種鑑定的討論

接下來我們舉兩個應用範例來說明 iNat 的應用:

iNat 應用範例一:生物多樣性調查

一般人可能會認為生物多樣性調查必須是有專業背景的工作者才能執行,但事實上全民都能夠成為生物多樣性調查計畫的一份子。即便物種無法辨識,科學家、保育團體或是相關單位也能藉由定期、相同的方法來進行生物多樣性調查,尤其是一些資料量偏低的區域。藉由 iNat 平台把收集資料(即拍照、錄音)與鑑定區分開來的機制,公民科學家和研究者就能一起協作(collaboration)生物多樣性的調查。

目前在台灣已有許多類似的生物多樣性調查專案,例如「台灣蝴蝶閃電調查」、「Taiwan Dragonflies & Demselflies」、「深溝釣魚大賽(結合農村運動會和年度水域生物普查)」等。這些生物多樣性調查可以逐漸累積時空的資料,做為研究物種分布、群集物種組成、棲地特性等基礎資料,進一步亦可使用這些資料繪製生物多樣性分布熱點、檢核保育成果、規劃檢討保護保留區等。

iNat 應用範例二:生態監測

生態監測是許多保育工作的基礎,您可以使用 iNat 來記錄特定地點的生物出現紀錄以及其特性,例如物候、生命階段、性別等。除了 iNat 內建的這些欄位外,您也可以自訂「觀察欄位(observation field)」來收集您想要監測的項目,諸如植物開花結果的比例、與其他物種的互動關係(例如:蝴蝶訪花、食性)等。目前臺灣有一些非政府組織、民間團體及非營利組織也開始應用 iNat 在棲地的生態監測上,例如荒野保護協會在各地所建立的定點之長期生態監測專案:思源啞口生態記錄大安森林公園生態記錄蘭潭後山生態記錄等。不管是透過 iNat 的「收藏專案(collection project)」、「綜合專案(umbrella project)」或是「傳統專案」都能有效率地收集生物出現紀錄,並依據監測的目的來自訂觀察欄位、限定觀察物種或指定地點等條件。

使用專案來收集生物多樣性資料

iNaturalist 平台目前支援三大類型的專案,分別是「傳統專案」、「收藏專案(參見圖三)」以及「綜合專案(參見圖四)」。傳統專案中又分成三種子類型,「一般」、「評估」及「bioblitz」。預設是一般專案,評估類型專案則是應用在協作生物多樣性的保育評估上,bioblitz 則是生物速查專案,通常應用在特定地點限定時間內的生物多樣性速查,可號召許多志工在同一時間內進行。後兩項專案則是 2018 年五月份才新推出來的專案類型,和傳統專案不同點是可以依照專案的設定條件搜尋並自動匯聚觀察記錄,也多了視覺化資料的統計圖,但收藏專案和綜合專案中無法自訂觀察欄位、存取遮蔽前的實際座標等。

iNaturalist的應用
圖3、收藏專案範例

iNaturalist的應用
圖4、綜合專案範例

下表簡單整理三種專案類型的區別:

iNaturalist的應用
三種專案類型的區別。表格來源:林政道

綜合以上比較,您可以根據您所設定的目標來建立不同類型的專案。若您只是想針對某物種或地點自動收集生物觀察紀錄,建議可以使用「收藏專案」,可省去手動加入專案的步驟,系統會自動依據您的限定條件自動加入;若您想做更細緻嚴謹的調查,也許「傳統專案」會是個好選擇;若您想集合不同專案,就使用「綜合專案」。

最後,如果您在使用上遇到了什麼問題,您可以到 iNaturalist Taiwan 的 facebook 社群發文及詢問,若您想要更深入了解 iNat 相關功能或是想要協助翻譯,請參見 iNaturalist 中文說明文件草稿區

此為系列第二篇,看上篇

[註1] 要進到GBIF資料庫,除了要列為研究等級之外,使用者的創用CC授權必須要是以下三種類型 (1) CC0(公眾領域)(2) CC-BY(姓名標示)(3) CC-BY-NC(姓名標示且非商業性)。有興趣者可至 GBIF iNaturalist 研究等級資料集查詢及下載。截至2018年8月13日,iNaturalist 研究等級的資料集已有五百多萬筆資料。

[註2] 若要能夠讓專案策展人取得遮蔽或私有座標,使用者在加入該專案前需先勾選同意。使用者亦可拒絕讓專案策展人取得遮蔽或私有座標

參考資料及延伸閱讀

※ 本文與 行政院農業委員會 林務局  合作刊登