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蘭博電子報

012期-博物館視野「國立臺灣大學植物標本館(TAI)典藏數位化計畫」

謝長富  /  國立台灣大學生態學與演化生物學研究所所長

一、前言

(一)台灣植物之多樣性

台灣地形複雜,氣候多變,地理位置介於熱帶及溫帶之間,故面積雖小,卻孕育出豐富的植物資源,成為北方寒帶、南方熱帶以及中國南部、中部及西南部各地區物種匯集之處。台灣產之維管束植物(包含蕨類、裸子植物、雙子葉植物及單子葉植物)計有235科、1419屬、4339種,僅產自台灣之特有植物達1067種之多。為有效掌握植物資源之類別、特性、分佈地點、數量,以做為保育經營及永續利用之依據,標本館館藏標本資料之數位化,乃是達成上述目標之必經且為最有效之途徑。

 

(二)國立臺灣大學植物標本館之歷史

國立臺灣大學植物標本館(在1974年出版之世界標本館索引中登錄之代碼為TAI,圖1)成立於1929年,當時隸屬於台北帝國大學理農學部,為調查臺灣本地植物資源之大本營,同時也是南進太平洋諸島、大陸南方、及東南亞之基地,因此陸續累積了許多的標本。戰後標本館由植物學系承接,繼續赴台灣各地採集標本,並藉著與外國交換標本的方式擴展蒐藏標本的種類及數量,自1960年以來與本館互有交流的國家包括美國等28個國家、145個機構,目前館藏標本豐富,收藏類別眾多。

圖一國立臺灣大學植物標本館(TAI)建造於1929年
圖一國立臺灣大學植物標本館(TAI)建造於1929年

(三)典藏內容

圖二香山的模式標本。香杉為國內貴重建材及重要造林樹種之一,該樹種於明治40年(1907年)2月由小西成章於台中州巒大山(今南投縣,海拔1800公尺)初次發現。
圖二香山的模式標本。香杉為國內貴重建材及重要造林樹種之一,該樹種於明治40年(1907年)2月由小西成章於台中州巒大山(今南投縣,海拔1800公尺)初次發現。

歷經七十餘年之收集,TAI標本館目前所累積的標本量已達二十二萬份以上。這些標本代表台灣維管束植物百分之九十五以上之種類,其中許多標本為台灣地區固有的種類。在館藏標本中最珍貴的首推模式標本,總計有一千餘份。當採集到的標本被認定為新種時,除了須將該種之形態特徵詳加描述,連帶插圖或照片於相關刊物發表外,尚須將描述及繪圖時所依據之標本,永久存放於標本館中,以供各界比對參考之用,此即是模式標本。TAI標本館中的模式標本,包含台灣本身之物種,也有許多採自南太平洋諸島。除了模式標本外,館中收藏之日治時代或更早之古老標本也有六萬餘份,深具研究價值。臺灣大學植物標本館所擁有的標本,實代表七十多年來台灣植物資源之探勘史及植物研究之成果,誠為國寶級的典藏資產。

(四)典藏數位化之目標

標本館館藏之數位化為現今國際之趨勢(Missouri Botanical Garden, 2002; Dallwitz, 2002; New York Botanical Garden 2001; National Herbarium Nederland, 2002),為更有效利用及管理台灣大學TAI標本館內的標本,本計畫擬於五年內完成大部分館藏標本及資料之數位化並納入網站,以利永久典藏及學術研究、專業教學及通俗教育之用。本計畫預定建置之數位化資料庫內容及範圍包括:(1)模式標本影像及發表時的全文資料;(2)舊標本及代表性標本影像資料庫;(3)標本標籤資料庫;每一份標本附有一張標籤,記錄該標本之學名、採集者、採集編號、採集日期、採集地點、採集地環境之簡述、植物之花果顏色、鑑定者、標本館館號等資訊,統稱為標本之後設資料(詮釋資料,Metadata);(4)新舊採集地名資料庫;及(5)臺灣植物誌Flora of Taiwan (2nd edition, Vol. 1-6)數位化資料庫等。本計畫屬於數位典藏國家型科技計畫之台灣大學植物標本館典藏數位化計畫,屬於同一主題的機構計畫還有中央研究院植物所及國立自然科學博物館之數位化典藏計畫。

左圖為圖3-1標本的標籤,記錄該標本之學名(疏果海桐)、採集者、採集編號、採集日期、採集地點及標本館館號。/右圖為圖3-2 記載較詳細的標本標籤,包括標本之學名(大葉海桐)、採集者、採集編號、採集日期、採集地點、經緯度、海拔、花色、生育地及標本館館號。
左圖為圖3-1標本的標籤,記錄該標本之學名(疏果海桐)、採集者、採集編號、採集日期、採集地點及標本館館號。/右圖為圖3-2 記載較詳細的標本標籤,包括標本之學名(大葉海桐)、採集者、採集編號、採集日期、採集地點、經緯度、海拔、花色、生育地及標本館館號。

二、數位化步驟

(一)模式標本影像數位化

模式標本是新物種發表時所依據的標本,具永久參考檢視之價值,因此十分重要。首先需找尋該種發表時的原始文獻,再檢視該文章中所指定的模式標本的採集者、採集日期、採集地點及採集編號,看是否與館藏標本上標籤的記載相符合,確定為模式標本後再進行數位化工作:(1)先以A3掃瞄器製成高解析度影像檔(600 dpi TIFF檔)以供典藏之用;(2)以影像處理軟體將600 dpi之影像轉換成300 dpi JPG 及100 dpi JPG檔以供檢視、交換及網路瀏覽之用;(3)掃瞄新種發表時的原始文獻全文及圖像(圖4 & 5),加以建檔。

左圖為圖4 南湖柳葉菜(Epilobium nankotaizanense)為特稀有物種,上文為本種初次發現時由山本由松所發表之部分原始文獻,以拉丁文記述該種之特徵及發現地點。/右圖為圖5 南湖柳葉菜初次發表時所附之插圖。
左圖為圖4 南湖柳葉菜(Epilobium nankotaizanense)為特稀有物種,上文為本種初次發現時由山本由松所發表之部分原始文獻,以拉丁文記述該種之特徵及發現地點。/右圖為圖5 南湖柳葉菜初次發表時所附之插圖。

 

(二)老標本及代表性標本影像數位化

先檢視及選取舊標本中保存良好者,優先建成影像檔。另外就臺灣原產四千餘種維管束植物中,選取各項特徵(如花、果及枝葉)完備且保存良好的標本製作成物種之代表性標本影像檔,以供各界人士鑑別植物時參閱之用。本項產品之影像解析度為300 dpi。

 

(三)典藏標本之後設資料(Metadata)建檔

由於館藏標本新舊雜陳,所採用之名稱亦極為紛亂。先依據新出版的台灣植物誌Flora of Taiwan, 2nd edition (vol. 1-5)確定標本學名的正確性,再進行輸入工作。如同前述,標本之後設資料包括每一份標本標籤上所記載的學名、採集地點、採集日期、採集者、生育地資料等。為便於輸入建檔,該資料之輸入格式(圖6)及界面之規劃及設計業以完成。同時在標本資料輸入時,順便整理並更換新的台紙,並訂正其學名。

 

左圖圖六為標本後設資料之輸入格式/右圖圖七採集地名之選取及輸入
左圖圖六為標本後設資料之輸入格式/右圖圖七採集地名之選取及輸入

 

(四)採集地名資料庫

舊標本之採集地中,有許多清末及日據時期的舊地名,特別是山地之眾多部落及警察駐在所,這些地點早已無人居住,且地名也不再使用。須核對過去的地圖(如1927年臺灣總督府陸地測量部測繪「五萬分之一地形圖」)及相關採集資料,並對照現今的地圖,製作新舊地名對照表,建置採集地名資料庫,以供標本後設資料輸入時查詢之用(圖7),也提供未來標本採集時之依據。採集地名資料庫中之每一地點均附有經緯度及座標網格,當所有標本建檔完成後即可在地圖上顯示每一物種的地理分佈圖。

 

(五)臺灣植物誌(Flora of Taiwan)數位化

臺灣植物誌Flora of Taiwan第二版已於2002年底全數出版完成,共計六卷:Vol. 1.(蕨類及裸子植物,648頁)、Vol. 2.(雙子葉植物離瓣花群,855頁)、Vol. 3.(雙子葉植物離瓣花群,1084頁)、Vol. 4.(雙子葉植物合瓣花群,1217頁)、Vol. 5(單子葉植物,1143頁)、Vol. 6(台灣植物多樣性介紹、物種名錄、前五卷總索引)。內容包含233 科、1355屬、及4220種之學名、檢索表、形態描述、國內外之地理分佈、引證標本、插圖、照片、索引等(圖8 & 9)。植物誌之數位化以製作電子書為優先,再設法上網以供瀏覽及下載,數位化時一併將內文之錯誤加以修正。植物誌之數位化,配合標本影像、資料系統、物種影像、地理分佈圖等之建置,將使得植物相關資料之運用更趨完備及有效。

左圖圖八為 臺灣植物誌Flora of Taiwan第5 & 6 卷的封面/右圖圖九為臺灣植物誌中有關南湖柳葉菜的記載,包含種之學名、形態描述、地理分佈、引證標本、插圖及照片。
左圖圖八為 臺灣植物誌Flora of Taiwan第5 & 6 卷的封面/右圖圖九為臺灣植物誌中有關南湖柳葉菜的記載,包含種之學名、形態描述、地理分佈、引證標本、插圖及照片。

 

(六)標本資料庫系統設計及網路建構

標本資料庫及網路系統係建構在本館過去所累積的部份經驗,其內容包含標本後設資料之欄位規劃、輸入介面設計(結合學名資料庫及地名資料庫)、影像及後設資料輸入建檔、網路建置及查詢等工作項目。

三、數位化過程遭遇之問題

臺灣大學植物標本館典藏數位化計畫自去年才開始,因此數位化經驗有限,僅就過去一年半年執行過程所遭遇之問題略談一二。

 

(一)由於本館收集之標本跨越一世紀,其間歷經不同朝代,行政區及地名更動頻繁,因此標本標籤上對地名的記述包含日文、中文及英文,即使英文地名也有以台語拼音者。加上山地部落的數次遷徙,以及過去山區步道及伐木林道的荒廢,如何將過去的地名對照於當今之行政區及地點(包括許多無名之地點),是一項艱辛的工作。為解決此問題,目前已先行設計一套地名及經緯度定位及輸入系統,配合現在的地形圖及日據時代的地形圖,逐條輸入現今縣市名、鄉鎮名、現今中文地名、英文地名、舊地名、英文舊地名及海拔,經緯度則自動點取。由於有些舊地名無法精確定位,另以固定大小的網格加以涵蓋,因此增加網格座標之欄位。如此建立之地名資料庫,再納入標本後設資料之輸入介面,以供資料輸入時點選之用。在新舊地名對照之過程中,除了需仰賴少數標本館中有經驗者外,尚需核對地理、人文等相關文獻及新舊地圖,相當繁瑣。

 

(二)本館蒐藏之模式標本有一千餘份,該標本十分珍貴,是數位化之首要對象。由於攝製速度快以及可避免標本之損傷等點,以超高解析度的數位相機拍攝是最為理想的。但對於A3大小的標本而言,目前能委外拍攝的相機其最高解析度約為400 dpi,加上該類相機之時效性、維護等問題,目前本館並未加以採用。取而代之,以A3掃瞄器自行進行數位化之工作。由於掃瞄時標本需倒置,對標本而言易受到損壞,事前事後均需加以修補固定,較廢事。其優點為解析度高,可符合600 dpi 的典藏規格,效果較數位相機佳,同時進度可以自行掌控。

 

(三)本館蒐藏之古老標本及各物種之代表性標本約有六萬餘份,因數量較多,其影像數位化須需時較長,擬逐年選取進行之。其數位化過程與模式標本相同,其差別僅在於掃瞄的解析度較低,為300 dpi,再存成TIFF檔。

 

(四)除上述標本影像之數位化外,標本後設資料之建檔亦為數位化之要項之一。標本後設資料之建檔是包含所有的標本,由於總標本量超過二十萬件,十分龐大,如何才能有效地進行數位化工作,是需要極詳盡的規劃。本館已初步完成標本後設資料之輸入介面,該軟體整合過去十年所完成之植物學名資料庫、進行中之前述地名資料庫、採集人名資料庫及其他項目,目前已接近完成階段。基於標本後設資料的輸入是十分專精的工作,牽涉到學名鑑定的正確與否,新舊名稱、人名之英文拼法、及地名等問題,因此以標本直接輸入對一般助理或工讀生而言十分困難。為解決此問題,目前改變原先工作流程,即由助理、工讀生先以300 dpi的規格逐張掃瞄所有之標本,除可以做為典藏之用外,再轉成150 dpi JPG檔傳給研究生或熟悉分類之助理,以進行輸入工作,如此建檔效率較高,且所得資料較為正確。

 

以上先就目前數位化過程所遭遇之問題及解決方案做一簡要之說明,其他的問題將隨著台灣植物誌數位化、標本資料庫查詢系統設計及網路建構等工作之日漸展開,逐一浮現,有待未來逐步加以解決。

四、未來展望

隨著電腦、電子與通訊技術的快速成長,以及全球網際網路使用的普及,可預見在邁入二十一世紀時全球各國之間的競爭力將取決於對資訊的快速掌握與利用。因此,如何將重要的文化資產及典藏品數位化以保存,並以數位傳送的方式提供廣泛而深遠的利用,成為國家的首要課題,亦是各國之間本土文化興衰的關鍵所在。

 

臺灣大學自九十一年度起,本館在「數位典藏國家型計畫」之支援下,期望在未來數年間,能將典藏品及相關資料數位化並建置相關資料庫,以達成保存與提供使用之目標。依據原先規劃,數位化之進度如下:

 

(一)91年完成模式標本(一千餘份)影像之數位化,92年度完成相關文獻之全文掃瞄建檔。

 

(二)五年內逐步完成老標本及代表性標本(65,000份)影像之數位化。

 

(三)五年內完成採自台灣之標本的後設資料之建檔(120,000份以上)。

 

(四)92年完成絕大部分標本新舊採集地名之資料庫。

 

(五)臺灣植物誌(Flora of Taiwan)六卷之數位化(電子書)時程:Vol. 5(91年)、Vol. 1(92年)、Vol. 6(92年)、Vol. 2(93年)、Vol. 3(94年)、Vol. 4(95年)。

 

(六)完成標本資料庫系統設計及網路建構:92年完成標本後設資料之欄位規劃及輸入介面設計(結合學名資料庫及地名資料庫)、模式標本影像及部分原始文獻之實驗網站。93年後陸續完成地名資料庫、標本後設資料及影像之網路查詢及瀏覽系統。

 

目前已完成模式標本影像及部分原始文獻之瀏覽實驗網站以供試測之用(圖10)。

上圖圖十為標本資料庫系統之實驗網頁。
上圖圖十為標本資料庫系統之實驗網頁。

五、參考文獻

  • Dallwitz, M. J. 2002. Applications and Documentation of the DELTA System. 
  • Editorial Committee of the Flora of Taiwan. 1975-1979. Flora of Taiwan, Vol. 1-6. Epoch Publ. Co., Taipei
  • Editorial Committee of the Flora of Taiwan. 1993-2002. Flora of Taiwan 2nd Edition, Vol. 1-6. Taipei.
  • Li, H. L.,1971. Woody Flora of Taiwan. Livinston Publ. Co., Narberth, Pennsylvania.
  • Missouri Botanical Garden 2002. W3TROPICOS.
  • The Virtual Herbarium of the New York Botanical Garden 2001.
  • National Herbarium Nederland: Collection database, 2002.
  • 金平亮三,1936,臺灣樹木誌,台灣總督府中央研究所林業部。
  • 劉棠瑞,1961,臺灣木本植物圖誌,國立台灣大學農學院。

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