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應(yīng)用(Application)
PhenoPlot 輕便型作物/植物表型成像分析系統(tǒng)

時間:2020-04-13

作者:易科泰

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簡介:

  PhenoPlot®輕便型野外高光譜成像分析系統(tǒng)基于易科泰專利技術(shù)(專利號:ZL 2020 2 2019108.9),由輕便型掃描臺架和成像單元組成,成像單元沿臺架進(jìn)行樣帶式掃描成像,高度可調(diào)。用于野外原位(in-situ)高光譜成像測量分析應(yīng)用,如植物表型成像分析、生態(tài)碳匯監(jiān)測、盆栽植物或蒸滲儀系統(tǒng)植物表型成像分析及植物-土壤光譜成像分析、植物生理生態(tài)測量研究、脅迫與抗性評估、種質(zhì)資源研究檢測、N含量評估等。

左:PhenoPlot®輕便型野外高光譜成像分析系統(tǒng),右:PhenoPlot®交付農(nóng)科院成都中心

主要特點:

  • 模塊式快速拆裝結(jié)構(gòu),輕便、可折疊,單人即可拿到大田內(nèi)對 Plot 樣地植物進(jìn)行光譜成像測量分析,或?qū)赟oiltron蒸滲儀專利技術(shù)的iPOT培養(yǎng)盆、miniPlot樣方進(jìn)行掃描成像分析
  • 嵌入式操作系統(tǒng),全中文觸控屏+ PC端用戶界面軟件雙重控制,方便系統(tǒng)調(diào)試、運行等
  • 可選配懸浮雙規(guī)式地面遙感平臺或移動式地面遙感平臺
  • 標(biāo)配400-1000nm高光譜成像,可選配900-1700nm高光譜成像
  • 可進(jìn)行高光譜成像分析、太陽光誘導(dǎo)葉綠素?zé)晒猓⊿IF)成像分析
  • 可選配Thermo-RGB成像融合分析,高解析度分析植被冠層與土壤、冠層陽光照射葉片與陰影葉片的氣孔導(dǎo)度生理響應(yīng)
  • 組合命令:可設(shè)置10條protocols命令,實現(xiàn)系統(tǒng)自動運行
  • 位置記憶:可一鍵保存、讀取、刪除當(dāng)前位置,自動移動精準(zhǔn)定位,精度優(yōu)于1mm
  • 內(nèi)置大容量鋰電,雙路并聯(lián),可野外運行8小時以上
  • 可選配植物生理生態(tài)監(jiān)測(客戶定制):包括葉面溫度、葉面濕度、莖流、莖桿生長、果實生長、葉片葉綠素?zé)晒獗O(jiān)測及光合作用監(jiān)測等

主要技術(shù)指標(biāo):

  • 平臺跨度:單軸(X軸)標(biāo)配跨度(掃描幅度)1.5m,可選配2m跨度
  • 平臺高度:標(biāo)配高度160cm,50-160cm可調(diào);可選配定制其它高度
  • 支持組合命令,可設(shè)置10條命令protocols,實現(xiàn)系統(tǒng)自動運行
  • 400-1000nm高光譜成像分析
  1. 波段數(shù):448,具備多光譜波段自由選擇功能,根據(jù)需求選擇感興趣光譜波段
  2. F值:≥F/1.7
  3. 空間像素:1024像素
  4. 信噪比(峰值):400:1
  5. 幀率:330FPS(滿幀),最大每秒掃描高達(dá)9900行
  • 光合物候與碳匯監(jiān)測分析參數(shù):包括PAR、NDVI、PRI、CCI、NIRv等
  • SIF(太陽光誘導(dǎo)葉綠素?zé)晒猓┏上穹治觯焊鶕?jù)夫瑯和費譜線O2-A深度葉綠素?zé)晒馓崛LD3模型,進(jìn)行葉綠素?zé)晒猓?62nm)成像分析,并同時基于反射光譜分析太陽光誘導(dǎo)葉綠素?zé)晒庵笖?shù),結(jié)合LCpro T光合儀、FluorPen手持式葉綠素?zé)晒鈨x等,全面分析植物葉片水平、冠層水平及景觀水平光合作用生理生態(tài)狀況

上左圖:植物反射光譜及反射率(白板校準(zhǔn)),注意762nm的O2-A吸收峰值;上右圖:銅錢草葉綠素?zé)晒夤庾V,其中藍(lán)色曲線為施加敵草?。―CMU)、紅色未施加敵草??;下圖為銅錢草太陽光誘導(dǎo)葉綠素?zé)晒獬上?,其中左邊為未施加敵草隆,右邊施加敵草隆,施加敵草隆后由于PSII QA電子傳遞被抑制(光化熒光淬滅阻斷),葉綠素?zé)晒庠鰪?qiáng)(上述數(shù)據(jù)均來自易科泰光譜成像與無人機(jī)遙感技術(shù)研究中心)

  • 900-1700nm高光譜成像分析(選配):
  1. 光譜波段:224,具備多光譜波段自由選擇功能,根據(jù)需求選擇感興趣光譜波段
  2. F值:≥F/1.7
  3. 空間像素:640像素
  4. 信噪比(峰值):1000:1
  5. 幀率:670FPS(滿幀),最大每秒掃描高達(dá)15000行
  • Thermo-RGB成像融合分析(選配):
  1. 雙鏡頭主機(jī),同時具備紅外熱成像及RGB成像
  2. 紅外分辨率 640x512 像素,溫度分辨率03攝氏度
  3. RGB成像:1920×1080像素,10倍光學(xué)變焦和3D降噪
  4. 無線圖像傳輸:Thermo-RGB畫面無線傳輸至電腦,實時監(jiān)測RGB及溫度信息
  5. 紅外熱成像與RGB成像匹配融合分析功能,對ROI(選區(qū))、光照區(qū)(陽光照射葉片)、背光區(qū)(陰影葉片)、土壤等組分的溫度、面積比例等進(jìn)行全面分析,高解析度精準(zhǔn)分析冠層溫度響應(yīng)(包括陽光照射葉片、陰影葉片及土壤等的差異化響應(yīng))
  6. 分析參數(shù):長度、寬度、周長、凸包面積、圓度、緊實度等形態(tài)參數(shù);最高、最低、平均溫度等溫度參數(shù);R/G/B、H/S/V、綠視率等顏色參數(shù)
  7. 并可進(jìn)行溫度圖偽彩色顯示、ROI分析、路徑分析、頻率直方圖分析、決策分析等

 

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