本报记者：李禾
课题描述：口岸截获有害生物远程鉴定复核系统研制
点评专家：陈乃中（中国
检验检疫科学院动植物检疫研究所研究员）
陈克（中国检验检疫科学院动植物检疫研究所副研究员）
朱水芳（中国检验检疫科学院动植物检疫研究所所长、研究员）
“在我们的动植物检疫工作中，像美国白蛾这样的有害生物还很多，因此截获有害生物的鉴定是动植物检疫的重要工作环节之一。”陈乃中说，其中，昆虫、杂草籽、线虫等主要根据外部形态特征进行鉴定。
据悉，在北京奥运会前，为了确保“绿色奥运”不失绿色，京冀斥资330万联手打造环京地区的“美国白蛾防护圈”。美国白蛾原产北美，作为我国首批外来入侵物种，不但生存范围广、繁殖力强、蔓延快、暴发性强，而且几只雌蛾一年内繁殖的后代就可能具备将一条街道树叶吃光的能力，直接危害的森林植物和农作物达300多种，除治难度很大。
随着经济全球化进程加快，我国加入世界贸易组织，包括农产品贸易在内的国际贸易的迅猛发展，近年，分布在全国300多个口岸的中国进境植物检疫系统截获有害生物批次在迅速增长，由2000年的数千批次增长到近年的10万以上批次。作为检疫决策的重要依据，原则上，这些截获生物均应该得到准确的鉴定。
陈乃中说：“由于多方面的原因，准确甚至准确而又快速的鉴定的确是一个巨大的挑战。比如在新疆边境口岸
进口的货物中，发现了一些有害生物，但是口岸检疫部门不一定认识它们，如果从口岸寄送到乌鲁木齐，甚至快件寄到北京，需要至少一两天的时间。这样不但影响了对有害物种的检疫，而且货物在海关较长时间的堆放，影响了进口的速度，增加了存储的费用，像新鲜肉类等食物还可能会发生变质等。如果远程传输的鉴定特征图像足够清晰，就可能据此得出鉴定结论，这使远程鉴定在动植物检疫领域有很好的应用前景，也将节省大量人力、物力。”
远程鉴定有害生物
一台显微镜似的仪器，把一头实蝇标本放在上面，从不同角度，拍摄高清晰度的照片，照片马上就显示在电脑屏幕上。接着，通过专家库的地址，这头实蝇的照片，以及相关信息数据还会传送到国内相关检疫权威专家那里，让这些专家确认是哪种实蝇……
陈乃中说，远程鉴定是指异地用户和专家通过计算机网络传输实物标本图像、视频和相关文档，进行语音、视频交流，对标本进行研究、分析、判断，得出鉴定结论并将资料在系统中存档备案的过程。
远程鉴定的核心需求是要在现有的网络技术条件下，通过专家远程指导，使本地的实验室工作人员能将标本调整到合适的角度并在适当位置聚焦，以便得到所需特征的高清晰图像。其技术难点是要在现有的网络带宽条件下实现流畅的动态视频传送，并且要能保证最终的图像有足够的清晰度用于特征识别。专家点评：
远程鉴定最早发端于医疗领域，并多称为远程诊断。美国专家利用电子邮件传输的图文信息鉴定
真菌孢子，给了课题组很大的启发，后来进一步根据有关信息发现，美国植物检疫系统上世纪末已开始广泛推行利用网络传输图像进行远程鉴定，并解决了经过远程鉴定的70%%批次截获有害生物的鉴定问题，但是，未见技术层面的解决方案。
于是，为了解决我国检验检疫系统面临的截获标本鉴定等问题，课题组在远程鉴定方面进行了研究。
研发平台软件
课题组对检疫系统截获有害生物图像的摄取，图文信息的传输、储存，专家主动上网查看图文信息，或被约在线就视频进行在线交流，获取图文信息，专家鉴定、复核，鉴定结论的网上查询整个流程进行了研究；提出了档案
管理数据库的结构设想；并提出以视频会议软件为基础，集成图像采集和传输和网络数据库开发系统平台软件。专家点评：
为满足远程鉴定系统集语音/视频会话、图文资料交流、动态/静态图像获取、静态图像缩放/增强于一体的需要，课题组开发了全新的客户端软件。该软件基于远程鉴定的实际需求，提出了动态/静态图像混合工作模式的概念，在实现语音、视频对话等功能的基础上，增加了对静态图像源和静态图像文件的支持，用户可以利用此接口获得高清晰静态图像，并通过预定义指令集与服务器进行交互，实现了视频/语音的选择播放和收听，静态图像还可以在各个客户端之间的广播和共享。此外，还实现了静态图像的浏览及简单图像增强功能，可以方便地缩放和移动图像以观察全图和局部细节，通过亮度、对比度的调整增强局部细节，以便鉴定者更容易观察到鉴定目标的特征等。
配套高精度硬件
除了软件，课题组在各种硬件研发和配置方面也做了很多工作，并大有收获。比如：
高清晰度摄像仪：考虑到摄像仪对图像清晰度影响很大，课题组要求摄像仪在动态图像情况下有一定的清晰度，可看清昆虫的外部形态特征，在定格即静态情况下也有高清晰度，可供采集发送，供专家鉴定，因此，对摄像仪进行了广泛调研，最终选择了与一家数码实验室合作，根据课题组的需求定制了专用图像采集设备。
能大幅度旋转的体视镜物镜：将标本置于载物台后，调整标本的角度到能够观察到需要观察的特征的过程很费时间，在课题组正要考虑研制能够支起并大幅度旋转标本的仪器时，发现了能够大幅度旋转的显微镜物镜，物镜旋转和标本旋转达到的功效是一致的。因此，课题组采用了一款特殊物镜作为选配硬件。
超景深图像合成：由于显微镜视野内的物体均仅有有限的景深，图像合成达到超景深效果就成了必然的趋势。但是，一般的体视显微镜均非垂直光路，这样不同焦距的显微镜视野下拍摄的图像即使叠加合成起来仍不会清晰。于是课题组选用了上述特殊物镜，它属于垂直光路，也就因此选择集成了超景深图像合成软件。
辅助鉴定系统：辅助鉴定系统的研制已有比较长的历史，其结构式样很多，由于不同生物类群可用数据的不同，而对不同类群的适用性有不同。作为鉴定平台的辅助鉴定系统对不同生物类群要有相对的普适性、发展的可持续性。经过研究思考，课题组采用原理并不复杂但适用性广的二分式检索表式，和根据多种特征模糊判断的模糊识别式。前者比较适用于分类鉴定基础较好的用户，后者适用于基础较差的用户。基本结构设计好后，主要在于数据的持续填充。专家点评：
该系统集成了显微图像采集设备、超景深照片合成模块、远程视频会议系统、有害生物辅助鉴定系统、鉴定复核档案管理等与口岸检疫工作相关的各种软硬件资源。可实现远程实时显微视频交流、专家在线式音/视频远程鉴定指导、计算机辅助鉴定以及鉴定档案管理等多种与有害生物鉴定相关的实用功能，可满足从标本观察、鉴定、复核到截获
疫情上报、归档等口岸检疫工作的业务需求。
从实际工作需求入手
中国检验检疫科学院动植物检疫研究所研究员陈乃中
远程鉴定这个课题得到各级领导的重视和支持，被列入科研项目计划。工作中，我们组织了系统内多个单位进行联合攻关，并得到了相关企业的支持，课题达到了预期目标，取得的成果也得到了课题鉴定专家们的肯定和良好评价。目前，课题成果正在推广应用中。
2008年，我院共立项国家自然科学基金、国家科技支撑计划项目、科技部国际合作项目、质检公益性专项等各类科研制标项目90余项，并高质量地完成科研课题14项，行业标准105项、国家标准102项；全年发表各类科技
论文100篇，其中中文核心期刊发表58篇。远程鉴定课题是我们中国检验检疫科学研究院科研工作的重点之一。在领导的支持下，我们的课题才能如此顺利地立项并实施，下一步的推广应用还有赖于领导的继续关心，及兄弟单位的支持和配合。
此外，大家都知道科技研究人员目前也需为经费四处忙碌。我所注意到的还有，为得到大笔经费，大家都在追逐热点，标新立异，这可能符合基础研究创新规律，但今天这里一锄，明日那里一耙，这地总也没耕好，不利于行业科技的进步。还有，大家都竞争和重复某方面的研究，也浪费资源。对于行业科技研究单位，可以分好工，搞好人才资源的配置，制订好规划，国家给予比较稳定的支持。美国等发达国家就是这样的模式，的确有它的道理。行业科技基础实际就是国力基础，行业科技基础不扎实，不系统，最终将影响国力的发展。
我还一直关注着青少年，他们是国家未来的希望，科技力量的后备军，他们的快乐和健康成长至关重要。但大家都看见，他们太疲惫了，被课业压得没有了天性和快乐，纵有某方面的天赋也无法展现和光大，长此以往，无论对个人还是国家都是巨大的损失。我想，这主要是高校招生制度，尤其其评价体系过时了。这不但需要教育专家，还需要全社会尽快拿出个好办法来。
作者：
2009-4-10