» back to normal layout

Suomeksi (in Finnish)

BirdWatch - Mobile Semantic Service for Birding

BirdWatch is a prototype mobile application by which ornithologists can get and visualize earlier bird observations made at the same area around the same time of the year. The idea of the service is to teach and help the ornithologist in making and submitting observations to a database in real time while in nature. At the same time, the quality of observations can be enhanced, too, especially for novice hobbyists.

For example, consider a hobbyist thinks that she saw a Common Swift in November 13 and wants to submit this observation into the national Tiira.fi observation database. When typing in Swift, BirdWatch shows her how many similar observations have been made earlier in that place and current time frame. Obviously, a small number can be a sign of a false identification. Spotting Common Swifts in summer is easy but during winter impossible. Therefore, BirdWatch also shows her graphically how the number of obsevations depends on time. Furthermore, a list of species with similar attributes is shown to point out possible other interpretations of the observations. To get more info about the birds possibly in question, and online identification support, links to Wikipedia, Bird Atlas (Lintuatlas), and Luontoportti.fi services are provided.

After the observer is confident about the observation, BirdWatch fill in the form for Tiira.fi service with the given species, time, and geo-location, thus reducing workload of the user in submitting observations.

Demostrator

Try BirdWatch, it can be used with ordinary browsers.

Contact

Mikko Koho
Aalto University, Department of Media Technology
first.last [ at ] helsinki.fi

Miika Alonen
Aalto University, Department of Media Technology
first.last [ at ] aalto.fi

Professor Eero Hyvönen
Aalto University, Department of Media Technology
first.last [ at ] aalto.fi

Publications about BirdWatch

2015

Ville Piiparinen: Havaintodatan semanttinen mallintaminen ja validointi (Semantic modelling and validation of observation data). MSc Thesis (in Finnish), Aalto University, School of Electrical Engineering, Degree Programme of Automation and Systems Technology, February, 2015. bib pdf

2013

Jouni Tuominen, Nina Laurenne, Mikko Koho and Eero Hyvönen: The Birds of the World Ontology AVIO. The Semantic Web: ESWC 2013 Satellite Events, pp. 300-301, Springer-Verlag, Berlin Heidelberg, Montpellier, France, May 26-30, 2013. bib pdf
We present an ontology for managing the scientific and common names of birds. The ontology is based on the TaxMeOn meta-ontology model for biological names. The ontology is in use as an ontology service and it has been applied in a bird watching system.
Eero Hyvönen, Miika Alonen, Mikko Koho and Jouni Tuominen: BirdWatch--Supporting Citizen Scientists for Better Linked Data Quality for Biodiversity Management. Proceedings of the first international Workshop on Semantics for Biodiversity (S4BioDiv), ESWC 2013, CEUR Workshop Proceedings, Vol 979, http://www.ceur-ws.org/Vol-979, Montpellier, France, May, 2013. bib pdf
Observational data about species of public interest, such as birds and butterflies, is often created and collected by volunteered citizen scientists, and used by professionals for managing biodiversity. The education and skills of the citizens participating in the work varies a lot, and the process of making observations is typically not systematic but rather ad hoc. As a result, the quality of the observational data in repositories, such as the Global Biodiversity Information Facility GBIF Data Portal, is often not good, hampering its utilization severely. This paper presents an approach for enhancing data quality in a citizen science setting, and presents a mobile tool BirdWatch for citizen observers, mitigating difficulties in producing high quality Linked Data for biodiversity management.


Suomeksi (in Finnish)

BirdWatch - Lintuharrastajan semanttinen havaintopalvelu taskussasi

Sovelluksen tausta ja merkitys

Luonnon monimuotoisuuden muutoksia seurataan eliöstöä havainnoimalla. Erityisinä huolenaineina ovat lajien uhanalaisuus ja elinympäristöissä tapahtuvat muutokset, kuten pirstoutuminen. Havaintotiedon perusteella voidaan tunnistaa lajien leviämisessä ja populaatiossa tapahtuvia muutoksia (esim. merimetso ja valkoposkihanhi) ja käynnistää suojelutoimenpiteitä harvinaistuville lajeille (esim. valkoselkätikka).

Suurin osa havainnoinnista on talkooistettu vapaaehtoisille luontoharrastajille. Näiden havainnot kerätään kansallisiin havaintokantoihin ja aggregoidaan sitten kansainvälisen GBIF-järjestön (http://www.gbif.org/) toimesta globaaleiksi havaintotietokannoiksi biodiversiteetin tutkimista ja hallintaa varten. GBIF:n avoimissa tietokannoissa on nykyisin n. 390 miljoonaa havaintoa yli 10 000 datajoukossa, joita julkaisee n. 420 eri organisaatiota maailmassa palvelimiensa avulla.

Luontoharrastus on voimakkaassa kasvussa. Suomessa suurin ja aktiivisin harrastajaryhmä lienee ornitologit. BirdLife-järjestön Suomen osaston (http://www.birdlife.fi/) mukaan maassamme on n. 10 000 aktiivista lintuharrastajaa. Luontoharrastuksessa hupi ja luonnonsuojelullinen hyöty yhdistyvät.

Talkootyön yhdeksi haasteeksi on kuitenkin muodostunut havaintojen laatu, sillä lähtökohtaisesti lähes kuka tahansa koululaisista ammattiornitologeihin voi ilmoittaa havaintopalveluihin tietoja. Erityisesti aloittelevat harrastajat tarvitsisivat kentällä liikkuessaan apua havaintojensa tekoon ja niiden luotettavuuden arviointiin paikan päällä. Lintulajien luotettavan tunnistamisen oppiminen kestää vuosikausia, joten oppimisprosessin edistäminen olisi tarpeellista. Oppiminen kannustaa jatkamaan harrastusta ja estää osaltaan turhautumista. “BirdWatch – Lintuharrastajan semanttinen havaintopalvelu taskussasi” on uudenlainen vastaus näihin haasteisiin.

Miksi käyttäisin BirdWatch-palvelua?

BirdWatch on prototyyppi uudenlaisesta mobiilipalvelusta lintuharrastajille. Palvelu on helppokäyttöinen sovellus, joka auttaa lintujen tunnistamisessa, havainnon luotettavuuden arvioinnissa sekä havaintojen kirjaamisessa Suomen käytetyimpään havaintotietopalveluun Tiira (http://www.tiira.fi/). Palvelun ainutlaatuisuus perustuu siihen, että järjestelmä kykenee hyödyntämään samanaikaisesti sekä ontologistista tietoa lintulajeista ja näiden tuntomerkeistä että empiiristä tietoa aiemmista havainnoista samalla alueella. Lisäksi järjestelmä on semanttisesti linkitetty kolmeen muuhun ornitologista tietoa ja apua tarjoavaan palveluun: Luontoporttiin (http://www.luontoportti.fi), Luonnontieteellisen keskusmuseon Suomen lintuatlakseen (http://atlas3.lintuatlas.fi/) ja Wikipediaan (http://fi.wikipedia.org/ ).

Kun käyttäjä alkaa kirjata havaintoa esimerkiksi tervapääskystä Espoon Otaniemessä, BirdWatch ilmoittaa, kuinka monta vastaavaa lintuhavaintoa on tehty lähialueella samana vuodenaikana ja visualisoi lintuhavainnot graafisesti kartalla ja aikajanoilla. Ideana on, että lintuhavaintojen laatua voidaan parantaa, kun havaintojen todennäköisyyttä on mahdollista arvioida aiempien havaintojen avulla aika- ja paikkakonteksti huomioon ottaen. Esimerkiksi kesällä tervapääskyjä näkyy runsaasti, mutta syksyn edessä niiden havaitseminen muuttuu nopeasti mahdottomaksi. Samoin lajien havaitsemisen todennäköisyys riippuu voimakkaasti alueesta. Esimerkiksi arktisia lajeja voidaan nähdä muuttoaikoina runsaastikin etelässä, mutta ei pesimisaikaan. Empiirisen tietämyksensä ohella BirdWatch ymmärtää lintuontologiansa avulla, mihin lajeihin esimerkiksi uhanalainen kiljuhanhi helposti sekoitetaan ja miksi ja voi näyttää tämän tiedon havainnoitsijalle. Näin käyttäjältä mahdollisesti huomaamatta jäänyt havainnon tulkinta ( esimerkiksi mustavaris-mahdollisuus korppihavainnon yhteydessä) voidaan nostaa muistutuksenomaisesti esiin varmistettavaksi. Lisätietoja ja tunnistuspalveluita varten (esim. lintujen kuvat, käyttäytyminen, äänet jne.) BirdWatch linkittää lintuvaihtoehdot toisiin webin tietolähteisiin ja palveluihin (Luontoportti, Suomen lintuatlas, Wikipedia), joista tarkempia lintujen tunnistustietoja voidaan hakea ja tarkistaa.

Kiireisen havaintojen teon lomassa havaintojen kirjaamisen täytyy olla helppoa ja nopeaa – muuten se jää tekemättä. Koska BirdWatch tietää GPS-paikannuksen avulla havaintopaikan koordinaatit, ajan ja käyttäjän, voi se esitäyttää osan Tiira.fi havaintotietolomakkeesta, mikä nopeuttaa merkittävästi havaintojen kirjaamista.
BirdWatch toimii normaalin selaimen avulla erilaisissa mobiililaitteisssa – erillistä sovellusta ei tarvitse asentaa.

Sovelluksen datalähteet

BirdWatch-järjestelmän empiirisen osan taustalla on Tiira-palvelun n. 250 000 lintuhavainnon avoin datajoukko GBIF-palvelusta. CSV-muodossa oleva tieto on muutettu semanttisen webin RDF-standardin mukaiseen muotoon ja sitä käytetään avoimen SPARQL-rajapinnan kautta.

BirdWatch hyödyntää FinnONTO-hankkeessa kehitettyä SAHA-editoria (http://www.seco.tkk.fi/services/saha/) ja HAKO-järjestelmää http://www.seco.tkk.fi/tools/hako/). Nämä tarjoavat SPARQL-rajapinnan ohella myös monipuolisen datan editointi- ja validointiympäristön sekä semanttisen fasettiperustaisen hakukoneen ja visualisointityökaluja havaintokannan ornitologista tutkimista varten.

Järjestelmä ontologisen osan perustana on SeCo-ryhmän kehittämä TaxMeOn-metaontologiamalli ja sen avulla esitetty n. 10 000 lintulajin ja taksonin AVIO-ontologia. AVIO-ontologia kattaa koko maailman linnut ja se on julkaistu avoimena RDF-datana kansallisessa ONKI-ontologiapalvelussa (http://onki.fi/). Ontologia on tuotettu muunnoksella kansainvälisen BirdLife-organisaation tietokannasta. BirdWatch-hankkeessa ontologiaa on rikastettu Suomessa esiintyvien lajien tuntomerkkitiedoilla sekä empiirisellä tietämyksellä keskenään helposti sekoitettavista lajeista. Lintujen nimet on lisäksi yhdistetty Luontoporttin, Suomen lintuatlaksen ja Wikipedian sivustojen lintutietoihin.

Linkki sovellukseen

BirdWatch

/m/fs/seco/www/www.seco.tkk.fi/include/secoweb/utils.php; Tue, 24 Oct 2017 14:19:49 +0300