Digitisation / Cataloguing of non-textual objects: Development of standards for the photographic documentation of permanent microscope slide mounts in precarious mounting media
Final Report Abstract
Am Senckenberg Museum für Naturkunde Görlitz wurden Standards für die Digitalisierung lichtmikroskopischer Dauerpräparate in prekären Einschlussmedien und eine Webplattform mit einem Viewer entwickelt. Der Viewer bzw. das virtuelle „Internet-Mikroskop“ VIRMISCO bietet neue Anwendungsmöglichkeiten für Sammlungen, die Wissenschaft und universitäre Ausbildung: (1) digitale Konservierung von wichtigen Objekten oder Material in prekärem Zustand, besonders Typus-Material, um Verlust und Beschädigung, z. B. durch Alterung der Präparate, Ausleihe, u.a. zu vermeiden; (2) Foto-Archiv für Sammlungen und Projekte und deren Verifizierbarkeit; (3) erlaubt eine Artbestimmung durch einen Experten anhand der digitalen Aufnahmen; (4) Aufbau von Referenzbibliotheken für die taxonomische Wissenschaft oder Ausbildung; (5) die Bereitstellung von Bilderserien in/für Publikationen für Typen (Digitype) oder als zusätzliche Informationen (z. B. untersuchte Serien von Individuen); (6) Bilderserien von Voucher-Individuen (u.a. Typusmaterial), für welches molekulare Daten verfügbar sind. VIRMISCO ist dabei sowohl für Organismen unterschiedlicher Größe (Mikro-, Meso-, Makrofauna) als auch bei verschiedenen Präparatformen und Lichtmikroskopie-Typen nutzbar. Für die Digitalisierung sich Bilderserien (z-Stapel), aufgenommen von verschiedenen Fokalebenen des Objektes, als die objektivste und beste Methode (semi-)transparenter dreidimensionaler Objekte in mikroskopischen Dauerpräparaten. Die Differentielle Interferenzkontrast-Mikroskopie (DIC) stellte sich sowohl als die beste Methode bezüglich lateraler Auflösung, Kontrast und Kantenkontrast heraus und ist gleichzeitig eine kostengünstige und weit verbreitete Mikroskopietechnik. Für die Aufnahmen und Einstellungen mit dem Leica DIC-Mikroskop DM5500 wurden die für die Digitalisierung geeigneten Vergrößerungen festgelegt und ein detailliertes Ablaufprotokoll für die einzelnen Arbeitsschritte der Digitalisierung entwickelt. Die zu erfassenden biologischen und technischen Metadaten eines Objektes (z. B. Taxon, Sammlung, Lokalität, Sammelmethodik) und der verwendeten Technik bzw. Einstellungen (verwendetes Mikroskop, Kamera, Auflösung) wurden ermittelt und in einer Liste fixiert. Das Problem langer Ladezeiten bei der Betrachtung der Bilderserien eines Objektes im Internet, welche als Masterdatei meist weit mehr als 100 MB Größe besitzen, wurde durch die Konvertierung und Kompression der TIFF-Masterdatei als JPEG mit anschließender Kompression im Videoformat Ogg/Theora gelöst. Eine Datenbank mit Eingabemaske, automatischer Konvertierung der Masterdateien und Importfunktion wurde entwickelt. Als Webplattform zur Präsentation der Bilderserien wurde ein leistungsfähiges virtuelles „Internet-Mikroskop“ (Viewer) entwickelt. VIRMISCO (The Virtual Microscope Slide Collection) ist auf der Internetpräsenz www.virmisco.org verfügbar und kostenlos als open source im Internet herunterladbar (https://github.com/Virmisco/VIRMISCO) und kann von jeder Sammlung oder Institution genutzt werden. Die Bilderserien können hier betrachtet und dank zahlreicher implementierter Zusatzfunktionen individuell vom Benutzer modifiziert werden, z. B. durch Drehen, Zoomen, Wiedergabegeschwindigkeit ändern, zu betrachtenden Bilderserienabschnitt auswählen, Helligkeit und Kontrast verändern oder auch zwei- / dreidimensionale Messungen am Objekt durchführen. Dem Nutzer werden alle relevanten Metadaten zum Objekt, technische Metadaten, ein Direktlink und Download der Bilder (JPEG) oder Video-Dateien (Ogg/Theora, H.264/MPEG-4 AVC) zur Verfügung gestellt. Mittels Feedbackfunktion können gezielt Kommentare zu einzelnen Bildern vom Nutzer gemacht werden. Diverse Suchoptionen (z. B. Volltext, Länder, Taxon) und eine Ergebnisseite erlauben eine Auswahl der zu betrachtenden Objekte. In Abstimmung mit den jeweiligen Fachwissenschaftlern für die untersuchten Tiergruppen wurden die zu digitalisierenden Objekte und Körperregionen festgelegt. Es wurden insgesamt 4.700 Bildserien von 182 Arten, 524 Individuen, davon 354 Typen, von zehn Tiergruppen (Gamasina, Uropodina, Oribatida, Collembola, Tardigrada, Protura, Diptera, Myriapoda, Nematoda, Plathelminthes) aufgenommen. Auch Individuen aus molekularen Untersuchungen wurden digitalisiert. Die im Projekt entwickelten Standards und Protokolle erlauben auch nicht speziell geschultem Personal den einfachen Einsatz der Methoden für nicht destruktive Fotodokumentation von dreidimensionalem mikroskopischem Sammlungsmaterial, welches auf Objektträgern vorliegt.
Publications
- (2018) VIRMISCO - The Virtual Microscope Slide Collection. ZooKeys (741) 271–282
Decker, Peter; Christian, Axel; Xylander, Willi E. R.
(See online at https://doi.org/10.3897/zookeys.741.22284) - (2017): The Virtual Microscope Slide Collection VIRMISCO – Digitalisation of microscopic collection objects. – In: Panha, S. (Hrsg.): The 17th International Congress of Myriapodology. 23 July 2017, Maritime Park & Spa Resort, Krabi, Thailand. – Tropical Natural History, Supplement 5: 25
Decker, P., Christian, A., Xylander, W. E. R.
