n 行业环境
生物气溶胶颗粒在地球系统，特别是在大气、生物圈和气候的相互作用中，起着至关重要的作用，而花粉作为生物气溶胶颗粒的重要组成部分，所导致的过敏性疾 病被认为是一种在很大程度上被低估的疾 病，且在公共卫生领域、空气污染和气候变化的相互作用下，正导致越来越多的花粉过敏患者。因此生物气溶胶包括花粉颗粒的实时在线监测，正日益受到医学、环境科学、气候学等多领域科研人员的重视。
传统的花粉 / 生物气溶胶监测多以人工识别计数或机器加半人工识别计数的方法为主，其过程耗时耗力，且识别效率低、数据发布周期较长。而全自动机器识别方法则很好地弥补了这一不足。SwisensPoleno 花粉/ 生物气溶胶自动监测仪可以实现 24 小时连续监测与识别，输出的数据包括：花粉浓度（可自定义采样时间间隔，极小间隔 10 分钟）、花粉类别（属，部分到科）、花粉面积、周长、荧光强度及寿命（Jupiter独有）等，为花粉 / 生物气溶胶的相关研究提供强有力的数据支撑。
n 应用案例
近年来，Swisens AG 在欧洲已销售多台各种不同型号的花粉 / 生物气溶胶自动监测仪以及 Atomizer 标样雾化器。以下为部分用户列表。
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用户
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MeteoSwiss瑞士气候和气象联邦办公室
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VilniusUniversity维尔纽斯大学
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Sciensano比利时国家公共卫生研究所
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UniversityofVienna维也纳大学
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GermanEnvironmentAgency(Umweltbundesamt-UBA)德国环境服务机构（联邦环境局）
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UniversityofManchester曼彻斯特大学
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FMI-FinnishMeteorologicalInstitute芬兰气象研究所
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n 系统简介
花粉与空气中的多种生物源颗粒同属于生物气溶胶的范围，在地球系统、特别是在大气、生物圈、气候和公共卫生之间的相互作用过程中，发挥着不可替代的作用；是公共卫生、花粉负荷、空气污染、气候变化等相关领域及其交叉学科的重要研究内容。
SwisensPoleno Mars 花粉自动监测仪基于流式细胞技术测量原理，通过内置的粒子浓缩器可实现 40L/min 的有效流速，保证了系统可获得分钟级别的测量结果数据。系统通过先进的数字全息影像测量技术，对进入分析仪的每个颗粒进行实时自动浓度测量；再结合先进的分类算法，实现准确的花粉种类识别。
与其他生物气溶胶颗粒相比，大气中的花粉浓度通常较低（约 10-10000 粒 /m3），但过敏反应的阈值通常更低，根据分类群的不同，几粒 - 几十粒 /m3 便可致敏；SwisensPoleno 通过虚拟冲击器原理的粒子浓缩器 ，可实现 40L/min 的有效流速 ，保证分钟级别的时间分辨率。
n 花粉实时监测的新方法
实现花粉浓度长期、稳定、自动的测量与分类。
Mars 主机：先进的数字全息影像测量技术，可实现对花粉浓度长期、稳定、自动的测量与分类。
n Mars 的测量过程基于以下技术要素：
— 数字全息影像测量
— 人工智能
n 自动监测仪原理
粒子进入仪器后，经过：
数字全息测量：两个垂直90°高分辨率相机进行全息测量，确定粒子的绝 对尺寸、形状、面积、周长、球度等参数，通过人工智能进行精准的粒子识别（SwisenPolenoMars和SwisenPolenoJupiter）。
n Swisens 数据分析
颗粒形态的有效分析
SwisensPoleno Mars和 SwisensPoleno Jupiter 提供测量气溶胶粒子的全息图像，通过计算颗粒的形状和尺寸特性，可以更有效地处理和可视化大量数据。许多粒子已经可以根据其等效直径和离心率进行区分。
图像特征的区分
数据图对水滴、黑松花粉和赤霉菌三个数据集的等效直径和偏心率进行了比较。轮廓线显示了粒子特性的二维分布的形状。正如预期的那样，不同的粒子类型会形成具有轻微重叠的不同簇。赤霉菌的细长孢子与水滴的直径相似，但形状与圆形水滴不同。在黑松花粉中，大小是主要的区别特征，而偏心率和其他两种颗粒类型重叠。
n 测量组件（右图）
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1.Sigma-2 进样管
2.粒子浓缩器
3.2 个互成 90°的全息相机
4.出气口
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n 应用领域
1. 气候变化
• 大气化学成分及其变化过程研究
• 云的物理成分以及水文循环过程研究
• 生物多样性研究
• 植物及林业监测
2. 公共健康
• 人类病原体研究
• 过敏原粒子研究
• 空气质量监测
n 特点及优点
• 同时测量颗粒分类和浓度
• 通过机器学习算法可扩展和搭建自有花粉库
• 输出多种系统参数，判断系统运行状况，如颗粒速度、颗粒浓度、气流、温度、响应时间、存储空间使用情况等
• 粒子分类可在数秒内完成，实现分钟级别的测量时间分辨率
• 原始数据可保留，可回算未知颗粒
• 无任何耗材，节省成本，低维护，带自清洁功能
• 数据管理简单便捷，数据呈现直观，支持多种下载格式
• 数据自动传输，支持远程操作
• 相较于其它，体积更小，人力即可安装
• 结构简单，坚固耐用，确保长期稳定运行
n SwisensDataExplorer 软件
SwisensDataExplorer 软件界面
SwisensDataExplorer 是一款基于浏览器的软件，可用于实时系统测量结果、监控设备运行状态等，在单个测量系统独立监测或多个系统组网监测中均可确保对测量数据和操作参数的快速分析，并为进一步的机器学习做好准备。
通过 SwisensDataExplorer 可实现：
• 实时查看时间序列的测量数据
• 简单分析当前和历史数据，包括颗粒浓度和数据集
• 形成基于粒度的直方图评价
• 监控运行参数和系统状态
• 在同一平台实现处理数据集和机器学习训练
已建样本库花粉种类（欧洲）（ 持续更新中）
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序号
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中文名
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拉丁学名
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植物科属分类
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种
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门
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纲
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目
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科
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属
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1
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桤木属
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Alnus Mill.
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被子植物门
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双子叶植物纲
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山毛榉目
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桦木科
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桤木属
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2
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桦木属
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Betula L.
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被子植物门
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双子叶植物纲
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山毛榉目
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桦木科
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桦木属
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3
|
鹅耳枥属
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Carpinus L.
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被子植物门
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双子叶植物纲
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山毛榉目
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桦木科
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鹅耳枥属
|
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4
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欧榛
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Corylusavellana L.
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被子植物门
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双子叶植物纲
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山毛榉目
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桦木科
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榛属
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欧榛种
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5
|
水青冈属
|
Fagus L.
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被子植物门
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双子叶植物纲
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山毛榉目
|
壳斗科
|
水青冈属
|
|
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6
|
栎属
|
Quercus L.
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被子植物门
|
双子叶植物纲
|
山毛榉目
|
壳斗科
|
栎属
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7
|
欧梣
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Fraxinus excelsior Linn.
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被子植物门
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双子叶植物纲
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捩花目
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木犀科
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梣属
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欧梣种
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8
|
悬铃木属
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Platanus L.
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被子植物门
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双子叶植物纲
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蔷薇目
|
悬铃木科
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悬铃木属
|
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9
|
杨属
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Populus
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被子植物门
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双子叶植物纲
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杨柳目
|
杨柳科
|
杨属
|
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10
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榆属
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Ulmus L.
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被子植物门
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双子叶植物纲
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荨麻目
|
榆科
|
榆属
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11
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禾本科
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Poaceae Barnhart
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被子植物门
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单子也植物纲
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禾本目
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禾本科
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12
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柏木属
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Cupressus Linn
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裸子植物门
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松杉纲
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松杉目
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柏科
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柏木属
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13
|
松科
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Pinaceae Spreng. ex F.Rudolphi
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裸子植物门
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松杉纲
|
松杉目
|
松科
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14
|
红豆杉属
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Taxus L.
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裸子植物门
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松杉纲
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红豆杉目
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红豆杉科
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红豆杉属
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