Machine learning techniques to characterize functional traits of plankton from image data - Université de Lorraine
Article Dans Une Revue Limnology and Oceanography Année : 2022

Machine learning techniques to characterize functional traits of plankton from image data

Eric C. Orenstein (1) , Sakina-Dorothée Ayata (1, 2) , Frédéric Maps (3) , Érica C. Becker (4) , Fabio Benedetti (5) , Tristan Biard (6) , Thibault de Garidel-Thoron (7) , Jeffrey S. Ellen (8) , Filippo Ferrario (3) , Sarah L. C. Giering (9) , Tamar Guy-Haim (10) , Laura Hoebeke (11) , Morten Hvitfeldt Iversen (12) , Thomas Kiørboe (13) , Jean-François Lalonde (14) , Arancha Lana (15) , Martin Laviale (16) , Fabien Lombard (1, 17) , Tom Lorimer (18) , Severine Martini (19) , Albin Meyer (16) , Klas Ove Möller (20) , Barbara Niehoff (12) , Mark D. Ohman (8) , Cedric Pradalier (21) , Jean-Baptiste Romagnan (22, 23, 23) , Simon-Martin Schröder (24) , Virginie Sonnet (25) , Heidi M. Sosik (26) , Lars S Stemmann (1) , Michiel Stock (11) , Tuba Terbiyik-Kurt (27) , Nerea Valcárcel-Pérez (28) , Laure Vilgrain (1) , Guillaume Wacquet (29) , Anya M. Waite (30) , Jean-Olivier Irisson (1)
1 LOV - Laboratoire d'océanographie de Villefranche
2 LOCEAN-PROTEO - Processus et interactions de fine échelle océanique
3 ULaval - Université Laval [Québec]
4 UFSC - Universidade Federal de Santa Catarina = Federal University of Santa Catarina [Florianópolis]
5 IBP - Institute of Biogeochemistry and Pollutant Dynamics [ETH Zürich]
6 LOG - Laboratoire d’Océanologie et de Géosciences (LOG) - UMR 8187
7 CEREGE - Centre Européen de Recherche et d'Enseignement des Géosciences de l'Environnement
8 SIO - UC San Diego - Scripps Institution of Oceanography
9 NOC - National Oceanography Centre [Southampton]
10 IOLR - Israel Oceanographic and Limnological Research
11 UGENT - Universiteit Gent = Ghent University = Université de Gand
12 AWI - Alfred Wegener Institute for Polar and Marine Research
13 DTU Centre for Ocean Life
14 LVSN - Laboratoire de Vision et Systèmes Numériques
15 IMEDEA - Institut Mediterrani d'Estudis Avancats = Instituto Mediterráneo de Estudios Avanzados
16 LIEC - Laboratoire Interdisciplinaire des Environnements Continentaux
17 IUF - Institut universitaire de France
18 EAWAG - Swiss Federal Insitute of Aquatic Science and Technology [Dübendorf]
19 MIO - Institut méditerranéen d'océanologie
20 Helmholtz-Zentrum Hereon
21 Georgia Tech Lorraine [Metz]
22 EMH - Unité Écologie et Modèles pour l'Halieutique
23 DECOD - Dynamique et durabilité des écosystèmes : de la source à l’océan
24 CAU - Christian-Albrechts-Universität zu Kiel = Christian-Albrechts University of Kiel = Université Christian-Albrechts de Kiel
25 URI - University of Rhode Island
26 WHOI - Woods Hole Oceanographic Institution
27 Cukurova University
28 IEO - Instituto Español de Oceanografía - Spanish Institute of Oceanography
29 IFREMER - Institut Français de Recherche pour l'Exploitation de la Mer
30 Dalhousie University [Halifax]
Eric C. Orenstein
  • Fonction : Auteur
Laboratoire d'océanographie de Villefranche
Sakina-Dorothée Ayata
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Laboratoire d'océanographie de Villefranche
Processus et interactions de fine échelle océanique
CV
Frédéric Maps
Université Laval [Québec]
Érica C. Becker
  • Fonction : Auteur
Universidade Federal de Santa Catarina = Federal University of Santa Catarina [Florianópolis]
Fabio Benedetti
  • Fonction : Auteur
Institute of Biogeochemistry and Pollutant Dynamics [ETH Zürich]
Tristan Biard
Laboratoire d’Océanologie et de Géosciences (LOG) - UMR 8187
Thibault de Garidel-Thoron
Centre Européen de Recherche et d'Enseignement des Géosciences de l'Environnement
CV
Jeffrey S. Ellen
  • Fonction : Auteur
Scripps Institution of Oceanography
Filippo Ferrario
  • Fonction : Auteur
Université Laval [Québec]
Sarah L. C. Giering
  • Fonction : Auteur
National Oceanography Centre [Southampton]
Tamar Guy-Haim
  • Fonction : Auteur
Israel Oceanographic and Limnological Research
Laura Hoebeke
  • Fonction : Auteur
Universiteit Gent = Ghent University = Université de Gand
Morten Hvitfeldt Iversen
  • Fonction : Auteur
Alfred Wegener Institute for Polar and Marine Research
Thomas Kiørboe
  • Fonction : Auteur
DTU Centre for Ocean Life
Jean-François Lalonde
  • Fonction : Auteur
Laboratoire de Vision et Systèmes Numériques
Arancha Lana
  • Fonction : Auteur
Institut Mediterrani d'Estudis Avancats = Instituto Mediterráneo de Estudios Avanzados
Martin Laviale
Laboratoire Interdisciplinaire des Environnements Continentaux
CV
Fabien Lombard
Laboratoire d'océanographie de Villefranche
Institut universitaire de France
CV
Tom Lorimer
  • Fonction : Auteur
Swiss Federal Insitute of Aquatic Science and Technology [Dübendorf]
Severine Martini
Institut méditerranéen d'océanologie
CV
Albin Meyer
Laboratoire Interdisciplinaire des Environnements Continentaux
CV
Klas Ove Möller
  • Fonction : Auteur
Helmholtz-Zentrum Hereon
Barbara Niehoff
  • Fonction : Auteur
Alfred Wegener Institute for Polar and Marine Research
Mark D. Ohman
  • Fonction : Auteur
Scripps Institution of Oceanography
Cedric Pradalier
Georgia Tech Lorraine [Metz]
CV
Jean-Baptiste Romagnan
  • Fonction : Auteur
Unité Écologie et Modèles pour l'Halieutique
Dynamique et durabilité des écosystèmes : de la source à l’océan
Dynamique et durabilité des écosystèmes : de la source à l’océan
Simon-Martin Schröder
Christian-Albrechts-Universität zu Kiel = Christian-Albrechts University of Kiel = Université Christian-Albrechts de Kiel
Virginie Sonnet
University of Rhode Island
CV
Heidi M. Sosik
Woods Hole Oceanographic Institution
Lars S Stemmann
Laboratoire d'océanographie de Villefranche
CV
Michiel Stock
  • Fonction : Auteur
Universiteit Gent = Ghent University = Université de Gand
Tuba Terbiyik-Kurt
  • Fonction : Auteur
Cukurova University
Nerea Valcárcel-Pérez
  • Fonction : Auteur
Instituto Español de Oceanografía - Spanish Institute of Oceanography
Laure Vilgrain
Laboratoire d'océanographie de Villefranche
Guillaume Wacquet
  • Fonction : Auteur
  • PersonId : 778387
  • IdRef : 193481863
Institut Français de Recherche pour l'Exploitation de la Mer
Anya M. Waite
  • Fonction : Auteur
Dalhousie University [Halifax]
Jean-Olivier Irisson
Laboratoire d'océanographie de Villefranche
CV

Résumé

Plankton imaging systems supported by automated classification and analysis have improved ecologists' ability to observe aquatic ecosystems. Today, we are on the cusp of reliably tracking plankton populations with a suite of lab-based and in situ tools, collecting imaging data at unprecedentedly fine spatial and temporal scales. But these data streams have potential well beyond examining the abundances of different taxa; the individual images themselves contain a wealth of information on functional traits. Here we outline traits that could be measured from image data, suggest computer vision approaches to extract functional trait information from the images, and discuss promising avenues for novel studies. The approaches we discuss are data agnostic and are broadly applicable to other aquatic or terrestrial organisms.

Domaines

Ecologie, Environnement Biodiversité et Ecologie
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Martin Laviale  : Connectez-vous pour contacter le contributeur

https://hal.univ-lorraine.fr/hal-03482282

Soumis le : jeudi 30 juin 2022-20:18:45

Dernière modification le : mercredi 4 décembre 2024-14:44:03

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Dates et versions

hal-03482282 , version 1 (15-12-2021)
hal-03482282 , version 2 (30-06-2022)

Licence

Paternité

Identifiants

Citer

Eric C. Orenstein, Sakina-Dorothée Ayata, Frédéric Maps, Érica C. Becker, Fabio Benedetti, et al.. Machine learning techniques to characterize functional traits of plankton from image data. Limnology and Oceanography, 2022, 67 (8), pp.1647-1669. ⟨10.1002/lno.12101⟩. ⟨hal-03482282v2⟩

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