Landforsker - Gjøre vitenskap med en digital skanner - 💡 Fix My Ideas

Landforsker - Gjøre vitenskap med en digital skanner

Landforsker - Gjøre vitenskap med en digital skanner


Forfatter: Ethan Holmes, 2019

Denne levende dragonfly ble skannet ved å plassere den i en åpning kuttet i et bølgepapp.

Overgangen fra film til digitale kameraer har gjort en stor innvirkning på hvordan amatørforskere kan lagre, analysere, katalogisere og publisere bildene sine. Det er trygt å si at digitale kameraer og personlige datamaskiner er blant de viktigste verktøyene i amatørforskerens kit.

Når motivet er todimensjonalt, kan flatskjermskannere også spille en viktig rolle i bildevitenskap. De er ideelle for å lage høyoppløselige bilder av blader, dragonflies, sommerfugler, tre ringseksjoner, jordprøver og mange andre emner.

Fordeler og ulemper ved skanning

Nesten skyggefri belysning er en viktig fordel ved en digital skanner, for skanneren gir sin egen lyskilde. En annen fordel er at skannere ikke lider av forvridninger forårsaket av kameralinser. Skannere er relativt billige, og de kan brukes til mange anvendelser utover de vitenskapelige roller som beskrives her.

Foruten deres to-dimensjon begrensning, er en stor ulempe med skannere at gjenstander som skal skannes må passe inn i skannerns bildeplan. Skannere er også mye større enn digitale kameraer.

Bakgrunnsfarge

De fleste gjenstandene jeg har skannet, så best ut med en hvit bakgrunn. Fordi skanneren min (HP Scanjet 3970) har et 35mm lysbilde skanner som er innebygd i lokket, er det nødvendig å dekke objektet som skannes med en uavbrutt bakgrunn. To eller tre ark med hvitt 20 pund papir fungerer godt.

Lysende gjenstander er ikke lett synlige når de skannes mot den hvite bakgrunnen til et typisk skannerdeksel. For å gi kontrast til lysfargede gjenstander, legg svart konstruksjonspapir over objektet som skal skannes før luken lukkes. Du kan bruke forskjellige farger for spesielle effekter.

Hvordan Skanne Dragonflies

I årevis har jeg fotografert dragonflies og damselflies ved å stille seg stille bak dem. Med praksis er det mulig å komme innen noen få tommer av noen arter. Mens virkelige bilder som disse er viktige, har entomologer Forrest Mitchell og James L. Lasswell fra Texas AgriLife Research and Extension Center i Stephenville, Texas, brukt digital skanning for å skape et imponerende bibliotek med topp- og sidevisninger av mange dragonflies og damselflies .

Bildene på Digital Dragonflies ble laget ved å kjøle hver prøve i kjøleskap for å holde det stille mens det ble skannet. Insektene ble deretter plassert baksiden ned på skannerglassplaten. De ble beskyttet mot å bli knust av skannerens lokk ved å plassere dem i et 10 cm x 12 cm rektangel kuttet i musematte (se deres hjemmeside for detaljer). Musematten tilnærmingen er trolig best, men jeg har funnet ut at vanlige bølgepappfibre også vil fungere.

Basert på min erfaring med å skanne dragonflies, virker det som sommerfugler og møller også kan skannes. En alvorlig tørke har slått fjærbefolkningen i Sentral-Texas, og jeg vil prøve denne metoden så snart sommerfuglene kommer tilbake.

Fossiler og gjenstander

Fossiler og gjenstander som har en flat overflate blir enkelt skannet. For eksempel har jeg skannet fossilen til en trilobitt med gode resultater. Selv rippelmerker i slammet (nå skifer) som skapningen hvilte ble fanget.

For mange år siden fant jeg en flintartikkel i grusbunnen av bekken som grenser til landet vårt. Gjenstanden er en flintskraper som er veldig flatt på begge sider, og det ble enkelt skannet mot en hvit bakgrunn. Flintpilehoder og spydspunkter kan også skannes.

planter

Bladene til mange typer planter blir enkelt skannet mot en hvit bakgrunn.

Hovedbegrensningen av skanningsblader er størrelsesbegrensningen som skanneren setter.

For best resultat, skann planteprøver så snart som mulig etter å ha samlet dem. Hvis dette ikke er mulig, oppbevar prøven på et kjølig sted eller senk stammen i vann. Bladene kan være belagt med voks, så husk å rengjøre skannerglassplaten etter skanning.

Fargen på skannede blader kan ikke virke sant til livet. Hvis ikke, kan du bruke et bildebehandlingsprogram for å korrigere fargen. Jeg har funnet ut at den beste måten å oppnå dette på er å holde den faktiske prøven ved siden av skjermen og justere fargen på bildet til den samsvarer med prøven.

fjær

De fleste fly- og halefjær er lett skannet, men hvite fjær og de med hvite ned krever en mørk bakgrunn. For eksempel har jeg en gang skannet en flamingofjær. Øverste halvdel av fjæren var rosa, og den skannet fint. Fordi den nedre delen av fjæren var hvit, var den knapt synlig mot den hvite bakgrunnen. Hele fjæren var synlig da et ark med svart papir ble plassert over det.

Jord og Sand

Jord- og sandprøver blir enkelt skannet. Lysfargede prøver krever en svart bakgrunn. Skaninger som dette er viktige for jordfag, siden de tillater forskjellige prøver å bli sammenlignet under identiske lysforhold.

Som med alle skanninger, må fargene på skannet jord og sandprøver kanskje justeres. For eksempel, da jeg skannet prøver av lyse sand fra tre steder (Figur G), var sanden som så hviteste ut til det blotte øyet ikke så hvitt når det ble skannet.

Vann kan føre til at fargen på jord og sand forandrer seg vesentlig, og en skanner tillater både våte og tørre prøver å bli skannet samtidig.

Tree Rings

I MAKE, Volume 19, beskrev jeg hvordan man skanner årlige vekstringer i trunker og grener slik at de kan analyseres med ImageJ-bildeanalyseprogramvare. Kort sagt, bruk en skarp, fintandet tresag for å kutte deler fra grener og kufferter. Sand det eksponerte ansiktet av en sektion med 100 grit papir etterfulgt av 220 grit. Den endelige poleringen er laget med 400 eller 600 grit papir.

Ved som ble kuttet grønt, må det tørke i minst en dag før sliping. Du kan forbedre utseendet på ringene ved å fukte ansiktet på prøven som skal skannes.

Mikrokulturer

Bakterier og muggkulturer lagres enkelt ved digital skanning. Datteren min Sarahs oppdagelse av levende mikrober i biomassrøyk som ankom i Texas fra Yucatan-halvøya ble gjort mulig ved å avsløre Petrifilms (laget av 3M) til omgivende luft på dager med og uten røyk.

(Se artikkelen: Sarah A. Mims og Forrest M. Mims III, Fungal spores transporteres lange avstander i røyk fra biomassbranner, Atmospheric Environment 38, 651-655, 2004, makezine.com/go/smokespores.)

For å bekrefte hennes oppdagelse, avslørte Sarah Petrifilms å røyke fra brennende gress og til nærliggende ren luft. Filmer utsatt for ren luft hadde bare noen få bakterier og muggkolonier. De som ble utsatt for røyk, hadde dusinvis av kolonier - pluss svart aske fra det brente gresset. Skanninger av disse filmene ga overbevisende bevis for tilstedeværelsen av mikrober i biomass-røyk.

Notater, skisser og tegninger

Feltnotater og skisser kan enkelt skannes for å legge ut på nettet eller sende til venner, eller å bare gi sikkerhetskopiering.

Min ambisjon er å skanne alle mine notatbøker og fotografiske lysbilder og utskrifter og tusenvis av loggark som jeg har registrert data om sol og himmel siden mai 1988. Dette vil være en viktig rolle som vil kreve minst 10 GB lagringsplass . Men hele samlingen vil passe på en liten flash-stasjon i stedet for et par tunge filkabinetter.

Gå videre

Noen eksemplarer drar nytte av inkludering av en skala i det skannede bildet. Hvis skalaen ikke er helt rett, kan du rette bildet i et bildebehandlingsprogram.

Du kan bruke gratis, kraftig ImageJ-programvare (laste den ned på rsbweb.nih.gov/ij) for å analysere dine skannede bilder. (Se kolonnen min i MAKE, Volume 18, for detaljer om bruk av ImageJ.)

Til slutt er det mange ikke-vitenskapelige applikasjoner for digitale skannere som går langt utover å lage kopier av dokumenter og bilder. For eksempel kan samlere av frimerker og mynter enkelt digitalisere sine samlinger.



Du Kan Være Interessert

4 Kommende 3D-skrivere Vi kan ikke vente på å få våre hender på

4 Kommende 3D-skrivere Vi kan ikke vente på å få våre hender på


Et RepRap-familietre: Spore skriverne som startet alt

Et RepRap-familietre: Spore skriverne som startet alt


Velleman Vertex 3D Skriver Kit: To Ekstrudere, Solid Verdi

Velleman Vertex 3D Skriver Kit: To Ekstrudere, Solid Verdi


Lys opp 3D-bilder med Glow in the Dark Filament Techniques

Lys opp 3D-bilder med Glow in the Dark Filament Techniques






Siste Innlegg