Blüten, Blätter oder beides? Wie man geeignete Bilder für die automatische Pflanzenbestimmung anfertigt

Blüten, Blätter oder beides? Wie man geeignete Bilder für die automatische Pflanzenbestimmung anfertigt
Blüten, Blätter oder beides? Wie man geeignete Bilder für die automatische Pflanzenbestimmung anfertigt

Link zum Artikel https://rdcu.be/bLwSl

Wir freuen uns über die Veröffentlichung unseres neuen, gleichnamigen Papers.

Ziel dieser Studie war es einerseits, herauszufinden, aus welchen Perspektiven Pflanzen fotografiert werden sollten um ein möglichst genaues Bestimmungsergebnis zu liefern. Andererseits wollten wir wissen, wie viele Observationen pro Art nötig sind, um ein hinreichend genaues Ergebnis zu erzielen.

Dazu haben wir 100 verschiedene in Deutschland verbreitete Pflanzenarten ausgewählt. Von jeder dieser Arten sollten 100 Aufnahmen aus jeweils 5 verschiedenen Perspektiven angefertigt werden. Das passierte von März bis August 2018. Danke an die vielen unermüdlichen Nutzer*innen, die uns hier unterstützt haben:

Zum Ende wurde es dann hinter den Kulissen etwas dramatisch. Manche Arten blühen nur sehr kurz, so wurde das Suchen und Finden zu einem Wettlauf gegen die Trockenheit. Manchmal kam uns aber auch schlicht ein Rasenmäher in die Quere: So mussten wir leider auf manche der ausgewählten Arten für die Studie verzichten:

 

 

Letztlich sind aber über 100 Arten mit jeweils 100 Observationen zusammengekommen. Das macht insgesamt mehr als 50000 Bilder, die für diese Studie zusammengetragen wurden.

Unser wichtigstes Werkzeug dafür war die Flora Capture App.

Jede Capture-Observation besteht aus mindestens fünf Bildern (=Perspektiven). Wir wollten wissen: Ist dieser ganze Aufwand eigentlich nötig?

Unserer Ergebnisse zeigen ganz eindeutig: Ja!

  • Alle Perspektiven zusammengenommen kommen wir auf eine Erkennungsrate von beeindruckenden 97%.
  • Mit der besten Einzelperspektive (Blüte seitlich) erreichen wir bereits 88%.
  • Mit drei Bildern (deswegen braucht Flora Incognita genau diese) erreicht man fast 96 % – wie wir finden ein guter Kompromiss zwischen Aufwand und Genauigkeit.

Wohlgemerkt beziehen sich diese Ergebnisse auf einen Datensatz mit 101 Arten. Wir denken aber, dass die Ergebnisse auch auf mehr Arten weitgehend übertragbar sind – wenn die Bilder entsprechend gut sind.

Diese Aussage betrifft sowohl die Trainings- als auch die Bestimmungsbilder.

Für ein gutes Ergebnis können Sie selbst also an zwei Schrauben drehen. Haben Sie dabei den Bestimmungsvorgang im Kopf. Könnten Sie Pflanzen aus der Ferne und unscharf mit einem Buch bestimmen? Sicher nicht immer. Für die digitale Pflanzenbestimmung braucht es die gleiche Hingabe und Liebe zum Detail.

  • Gehen Sie möglichst nah an die Pflanze heran. Fokussieren Sie den gewünschten Pflanzenteil. Hier sehen Sie ein Beispiel, wie Kleearten (nicht) erkannt werden können.
  • Fertigen Sie gute Capture-Aufnahmen an (siehe Abbildung). Leider ist unser gesamter Bilddatensatz über 4800 Arten nicht so wunderbar balanciert wie die für die Studie. Insbesondere von seltenen, kleinen und wenig auffälligen Arten haben wir nur wenige oder sogar gar keine strukturierten Capture-Aufnahmen. Werden Sie Teil der Citizen-Science-Gemeinschaft und sammeln Sie für uns gute Aufnahmen, damit die Genauigkeit der Flora Incognita App noch besser wird!

 

 

 

 

 

 

 

 

PS: Nutzen Sie ruhig die Zoom-Funktion Ihres Smartphones – gehen Sie so nah wie möglich heran, so lange das Bild scharf bleibt. Können Sie kleine Details im Foto erkennen? Sehr gut. Je mehr Pixel des Bildes zur Pflanze gehören, die sie bestimmen möchten, desto besser.

 

 

Das hilft uns beim Sammeln winziger Blüten oder Blätter:

Halten Sie einen Finger oder Ihre Hand in die gleiche Ebene, wo das Pflanzenteil wächst, welches Sie fotografieren wollen. Fokussieren Sie Ihre Hand, das geht meist ganz einfach. Nehmen Sie dann die Hand weg und sie werden sehen, dass die Linse noch gut ausgerichtet ist, um das kleine Objekt scharf abzulichten.

Mit etwas Übung bekommen Sie so auch gute Fotos von Gräsern hin. Wir arbeiten bereits an Hilfen und Verbesserungen für Nahaufnahmen. Bis dahin wirkt der genannte Trick oftmals Wunder.