
溫室型高通量植物表型采集分析平臺是一套針對大中型溫室條件下,集植物表型圖像采集與參數分析功能于一體的高通量平臺。以下是對該平臺的詳細介紹:
一、溫室型高通量植物表型采集分析平臺構成
自動化傳送單元:采用流水線傳送形式,將植物傳送至成像暗室進行成像和解析,減少人工操作誤差。
多維傳感融合圖像成像單元:可搭載可見光二維、可見光三維、高光譜等多個成像單元,滿足不同研究需求。
邊緣計算與解析單元:內置作物解析模型算法,根據成像模塊直接自動解析多項植株株型、顏色、紋理等參數。
數據管理單元:支持在本地搭建局域網絡/公網,實現(xiàn)數據采集端PC端到數據中心服務器的自動化上傳、自動化數據存儲管理、自動化高效解析。
二、溫室型高通量植物表型采集分析平臺功能
多場景應用:適用于多種室內場景下的植物高通量采集與應用,如溫室控制條件下的植株長勢、逆境響應、病害等級分析等。
樣品稱重及生物量計算:可選配稱重模塊,樣品傳送過程中高精度傳感器實現(xiàn)對重量的測定。
自動化參數解析:全角度多機位圖像自動采集,無需手動標定,自動根據植物構建高精度三維模型。
數據傳輸與存儲管理:支持數據的安全傳輸和無限擴容儲存,保障用戶需求的同時保障數據安全。
三、成像單元及測量參數
可見光二維成像單元:
測量參數:輪廓面積(頂視、側視)、凸包面積(頂視、側視)、冠層高度、冠幅、卷葉程度、葉頂點數、持綠程度、衰老程度、緊實度、偏心率、體積、生物量等。
應用領域:可分析植物基本形態(tài),用于突變體篩選、品種差異對比等場景;測量持綠程度、衰老程度等顏色信息,應用于分析逆境脅迫響應、植物健康狀態(tài)、植物病蟲害分析等。
可見光三維成像單元:
測量參數:基于可見光圖像進行三維建模,生成高精度植物三維模型;分析植物整體形態(tài),基于三維模型準確獲取植物冠層高度、冠幅、冠高比等形態(tài)參數;整體分析植物的顏色分布、體積、表面積、生物量變化。
應用領域:對植物株型進行三維結構分析,應用于株型對產量影響分析、株型與植物健康狀態(tài)相關性分析、株型突變體篩選等多個方向的研究;對植物生物量進行計算,用于分析植物生長狀態(tài)變化,建立長勢模型,記錄植物生長與生物量變化過程,用于分析環(huán)境對植物生物量影響。
高光譜成像單元:
測量參數:植物各部分光譜反射曲線、葉綠素等成分反射峰值、主要光譜指數(NDVI、RVI、GVI等)、冠層葉綠素含量、冠層氮含量等生物學參數。
應用領域:通過高光譜成像單元實現(xiàn)對植物基本植被指數的計算,植被指數可以反應植物生長狀態(tài)、色素含量、營養(yǎng)狀態(tài)等情況,適用于其產量、育種、脅迫等多種研究工作;獲取植物組織的光譜反射率,生成光譜反射曲線,通過對變化趨勢的研究可以對病害發(fā)生部分和嚴重程度進行分析。
四、溫室型高通量植物表型采集分析平臺特點與優(yōu)勢
高度集成:系統(tǒng)可集成可見光二維、可見光三維與高光譜成像單元,可全自動、高通量對植物樣品進行成像和分析。
自動傳送系統(tǒng):系統(tǒng)采用全自動傳送裝置,配備智能化圖像采集模塊,系統(tǒng)運行全程自動化。
樣品數據聯(lián)動管理:支持通過掃描樣品二維碼實現(xiàn)實驗樣品與表型分析相關聯(lián),便于樣品數據管理。
軟件一體化設計:界面簡潔友好,一鍵執(zhí)行數據采集、重構、解析全流程操作,提升分析速度、節(jié)約分析時間。
全彩觸控交互界面:用戶能夠直觀、高效地控制設備,調節(jié)燈光亮度、轉臺位置等,并能實時查看采集進程。
可移動設計:集成化箱體,支持室內任意位置擺放及移動,方便科研人員在不同環(huán)境下進行實驗。
五、溫室型高通量植物表型采集分析平臺應用領域
溫室型高通量植物表型采集分析平臺適用于遺傳育種、分子生物學、植物生理學、植物病理學、生態(tài)學、環(huán)境科學、植物保護等研究領域。