L'altopiano Qinghai-Tibet, conosciuto come il "Terzo Polo della Terra", è uno dei punti caldi della biodiversità del mondo.Saussurea involucrata(loto di neve),Rhodiola rosea,Ophiocordyceps sinensisQueste specie non sono solo componenti critici dell'ecosistema dell'altopiano di Qinghai-Tibet,ma anche elementi importanti della strategia nazionale delle risorse germoplasmatiche.

Diretto dall'Istituto di biologia del pianoro nord-occidentale dell'Accademia cinese delle scienze, la Banca nazionale del germoplasma del pianoro di Qinghai-Tibet è una piattaforma nazionale specializzata focalizzata sulle zone alpine, di alta quota,L'obiettivo principale del progetto è quello di preservare a lungo termine le specie endemiche degli altopiani.fornire supporto di dati fondamentali per la ricerca sulla conservazione della biodiversità e lo sviluppo e l'utilizzo delle risorse germoplasmatiche.

• Perdita e degrado degli esemplari fisici:Gli esemplari di insetti sono vulnerabili a danni da falene, muffe e fragilità; gli esemplari di erbari svaniscono, si restringono e si deformano nel tempo;i campioni conservati in liquido subiscono una distorsione della forma e del colore a causa dell'evaporazione del conservanteLe specie e gli esemplari di tipo endemici delle altitudini alpine dell'altopiano Qinghai-Tibet sono eccezionalmente rari, mentre i fattori ambientali estremi, quali l'elevato freddo e l'intensa radiazione UV, possono causare un aumento del numero di esemplari.e gravi fluttuazioni di temperature diurne causano una rapida perdita della morfologia fisica degli esemplari dopo la raccolta.

• Mancanza di dati morfologici 3D:L'attuale digitalizzazione negli erbari e nei musei di esemplari si concentra principalmente sulla catalogazione delle etichette degli esemplari e sulla cattura della fotografia planare 2D.Mentre questo registra completamente i dettagli della collezione e l'aspetto generale, lotta per preservare le caratteristiche tassonomiche 3D chiave, come angoli di ramificazione delle vene alari, depressioni dell'hilum, arrangiamenti spaziali delle branchie o micro-scultura della superficie del seme.

• Condivisione delle informazioni limitata dall'accessibilità fisica:Gli esemplari fisici sono limitati dalle condizioni ambientali di conservazione, dalle politiche di prestito e dalle normative sulla protezione delle specie in via di estinzione.rendendo difficile per i ricercatori esterni eseguire esami ripetutiL'assenza di dati morfologici 3D ostacola la ricerca collaborativa e la comunicazione scientifica pubblica.

Figura: Gentiana lineata presente nel "Manuale illustrato delle piante vascolari selvatiche nel Parco nazionale di Sanjiangyuan" compilato dal Northwest Institute of Plateau Biology,Accademia cinese delle scienze.

Sebbene il concetto di digitalizzazione 3D sia ampiamente riconosciuto, gli approcci tecnologici esistenti incontrano strozzature quando sono applicati a campioni biologici,rendendo difficile l'attuazione su larga scala:

• Scansione laser 3D:In genere produce solo maglie geometriche bianche senza catturare il colore e la consistenza naturali del campione.Richiede un'ulteriore registrazione manuale delle trame dei colori, un processo frammentato con precisione incoerente.

• Scansione a luce strutturata:Il campo visivo limitato richiede agli operatori di ribaltare e scansionare ripetutamente gli esemplari prima di cucirli insieme.o esemplari delicati montati su aghiIl post-elaborazione manuale per l'allineamento delle texture può richiedere ore o giorni per singolo oggetto, mancando di scalabilità per collezioni contenenti decine di migliaia di esemplari.

• Fotogrammetria manuale:La fotogrammetria tradizionale si basa fortemente sull'esperienza dell'operatore per impostare angoli della fotocamera, lunghezze focali e condizioni di illuminazione.Le variazioni tra i diversi operatori portano a una precisione del modello e alla fedeltà del colore incoerenti, rendendo difficile soddisfare i requisiti di archiviazione standardizzati per la ricerca.

• Campioni sensibili al tempo:Il ciclo di modellazione tradizionale supera di gran lunga la finestra di conservazione effettiva per questi campioni,causando la perdita permanente di dati morfologici 3D.

Il sistema di costruzione rapida di campioni digitali 3D JLM-Lifetech integra un array di imaging ottico ad alta precisione, acquisizione automatizzata di immagini e algoritmi di ricostruzione 3D intelligenti.Semplifica la modellazione 3D professionale in un processo in tre fasiIn appena 15 minuti, genera un gemello digitale 3D a colori ad alta fedeltà a 720 gradi, fornendo una qualità di ricerca, non sbiadita,e una base di dati morfologici 3D condivisibile da remoto per la conservazione della biodiversità dell'altopiano Qinghai-Tibet e la costruzione di banche di germoplasma.

• Modellazione automatica con un solo clic per l'archiviazione continua dei lotti:Gli algoritmi intelligenti integrati eseguono automaticamente l'acquisizione delle immagini ̇ il calcolo delle nuvole di punti ̇ l'ottimizzazione delle maglie ̇ la mappatura delle texture.con una lunghezza massima di 20 mm o più ma non superiore a 50 mmIl tempo di modellazione per campione è di circa 15-20 minuti.

  • Valore di applicazione del plateau:La banca del germoplasma contiene un gran numero di campioni in attesa di essere digitalizzati; questo sistema supporta la rapida modellazione multi-batch per guidare continuamente il progresso.

• 720° acquisizione non distruttiva ad angolo completo:Un unico array di lenti e un design di campo luminoso catturano dati ad angolo pieno in un solo scatto senza capovolgere il campione, evitando l'usura di esemplari preziosi.

  • Valore di applicazione del plateau:L'acquisizione non distruttiva di questo sistema elimina i rischi fisici di manipolazione,consentendo di digitalizzare in modo sicuro ogni esemplare raro.

• Colore ad alta fedeltà e finezza della microstruttura:Il sistema riproduce con precisione le caratteristiche tassonomiche chiave, come la morfologia dell'ilum, le texture delle vene alari, le pieghe epidermiche e il colore della sezione trasversale dei materiali medicinali.Il software supporta anche misure virtuali 3D (lunghezza, larghezza, angolo, area proiettata, profondità di scanalatura, ecc.), che servono direttamente la ricerca morfometrica e la tassonomia numerica.

  • Valore di applicazione del plateau:Le piante alpine spesso possiedono speciali accumuli di pigmenti adattati a radiazioni UV intense (ad esempio i peli bianchi e lanosi del loto della neve o i rizomi rossi delRodiolaQueste caratteristiche del colore sono indicatori critici per la tassonomia e l'adattamento ecologico; il ripristino del colore ad alta fedeltà garantisce che queste informazioni vitali non siano mai perse.

• Esportazione in formato universale + modulo di gestione digitale dell'erario:Esporta direttamente i formati 3D OBJ universali e supporta la stampa 3D. Integrato con un modulo di gestione dell'erario digitale, consente la visualizzazione online e la condivisione su più terminali,nonché connessione a dispositivi interattivi immersivi per espandere le capacità di comunicazione scientifica e di ricerca.

  • Valore di applicazione del plateau:I collaboratori remoti possono visualizzare da remoto i modelli 3D tramite collegamenti condivisi senza dover recarsi in altopiano.ridurre drasticamente i costi di collaborazione e abbattere le barriere geografiche.

Figura: Digitalizzazione delle risorse di germoplasma condotta dal Northwest Institute of Plateau Biology utilizzando il sistema di costruzione rapida di campioni digitali 3D JLM-Lifetech.

Conservazione della biodiversità

• Stazioni di rilevazione della biodiversità nelle riserve naturali

• Centri di salvataggio della fauna selvatica e stazioni di monitoraggio delle sorgenti/malattie delle epidemie

• Sala di campionamento di vettori di quarantena/carantina sanitaria (identificazione delle specie invasive)

• Musei di storia naturale e basi di istruzione scientifica

Applicazioni delle risorse del germoplasma

• Banche nazionali e provinciali di germoplasma biologico selvatico

• Piantoni di germoplasma delle colture e aziende agricole di conservazione delle risorse genetiche

• Vivai di piante medicinali e musei di esemplari di medicina tradizionale cinese

• Erbari/repositori di campioni nei dipartimenti di botanica, zoologia ed entomologia delle università e degli istituti di ricerca