Identifying tropical trees using comparisons with single specimens of species

Abstract

A taxonomic database system CARipé with integrated links to plant images was constructed to characterize the 800 forest tree species recorded for the catchments of the Rio Grande in the south of Minas Gerais state in Brazil using vegetative morphology. After a description was ready, its integrated system Empar, completed in a few seconds an identification attempt using automatic character correlation. Empar proved operationally successful in identification tests of 62 specimens, of as many species, against 554 reference specimens and species from the ESAL Herbarium. Empar employed a similarity coefficient with the option of a weighting based on character frequency and, in tests, the use of this rarity weighting further improved the performance. Three tree groups based on leaf type and phyllotaxy were analyzed separately. From the start, those with compound leaves received more descriptors and the result was little difference in identification performance between the tree groups. Indications were that experts and non-experts performed characterizations for identification purposes almost equally well. The most important result was that successful identifications were obtained using a reference base of just one specimen description per species.

Um banco de dados taxonômico com imagens, CARipé, foi construído para caracterizar, por morfologia vegetativa, as 800 espécies de árvores florestais registradas para a bacia do rio Grande, no sul de Minas Gerais. Depois que uma descrição foi completada, seu sistema integrado, Empar, realizou em alguns segundos uma identificação, usando a correlação automática de caracteres. Em operação, Empar provou ser efetivo em testes de identificação de 62 espécimes, do mesmo número de espécies, em comparações com 554 espécimes e espécies de referência a partir do Herbário ESAL. Empar usou um coeficiente de similaridade com a opção de um peso baseado na freqüência de caracteres. Em testes, o uso desse peso de raridade melhorou a performance. Três grupos caracterizados pelo tipo da folha e filotaxia foram analisados separadamente. No início, o grupo com folhas compostas recebeu mais descritores e o resultado foi pouca diferença entre os grupos na performance de identificações. Houve indicações de que os experts e os leigos realizariam boas caracterizações, para fins de identificação. O resultado mais importante foi que as identificações bem sucedidas foram obtidas usando-se uma base referencial de uma só descrição de espécime por espécie.