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iSCAN Multi-Sensor 多參數(shù)土壤理化性質(zhì)測繪系統(tǒng)

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公司名稱北京易科泰生態(tài)技術(shù)有限公司
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更新時間2021/2/5 18:19:58
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北京易科泰生態(tài)技術(shù)有限公司成立于2002年，為國家*，致力于生態(tài)-農(nóng)業(yè)-健康研究監(jiān)測技術(shù)推廣、研發(fā)與服務(wù)，特別是在光譜成像技術(shù)（高光譜成像技術(shù)、葉綠素?zé)晒獬上窦夹g(shù)、紅外熱成像技術(shù)、無人機(jī)遙感等）、植物表型分析技術(shù)、呼吸與能量代謝測量技術(shù)等方面，與企業(yè)PSI、Specim、Sable等合作，致力于植物科學(xué)、土壤與地球科學(xué)、動物能量代謝、水體與藻類及生態(tài)環(huán)境領(lǐng)域*儀器技術(shù)的引進(jìn)推廣和技術(shù)研發(fā)集成，為植物/作物表型分析、生態(tài)修復(fù)及生態(tài)保護(hù)、能量代謝測量等提供規(guī)劃設(shè)計、技術(shù)方案與系統(tǒng)集成、技術(shù)咨詢與科技服務(wù)。公司技術(shù)團(tuán)隊80％以上具備碩士或碩士以上學(xué)位，并與*研究生院、中科院植物研究所、中科院動物所、中科院地理科學(xué)與資源研究所、中國農(nóng)科院、中國林科院、中國環(huán)科院、中國水科院、清華大學(xué)、中國農(nóng)業(yè)大學(xué)、北京林業(yè)大學(xué)、北京大學(xué)、中國海洋大學(xué)、陜西師范大學(xué)、內(nèi)蒙古大學(xué)等建立了*的技術(shù)合作交流關(guān)系。公司下設(shè)有葉綠素?zé)晒饧夹g(shù)與植物表型業(yè)務(wù)部、EcoLab?實驗室、光譜成像與無人機(jī)遙感事業(yè)部及無人機(jī)遙感研究中心（與陜西師范大學(xué)合作建立）、動物能量代謝實驗室、內(nèi)蒙古阿拉善蒙古牛生態(tài)牧業(yè)研究院及青島分公司。實驗室擁有葉綠素?zé)晒獬上?、葉綠素?zé)晒鈨x、水體藻類熒光儀、SPECIM高光譜儀、WORKSWELL紅外熱成像儀、EasyChem*、MicroMac1000水質(zhì)在線監(jiān)測系統(tǒng)、ACE土壤呼吸自動監(jiān)測系統(tǒng)、SoilBox便攜式土壤氣體通量測量系統(tǒng)、動物呼吸測量系統(tǒng)、LCpro+光合作用測量儀、Hood土壤入滲儀、年輪分析儀等各種儀器設(shè)備，可以進(jìn)行實驗研究分析、實驗培訓(xùn)等，歡迎與易科泰生態(tài)研究室開展合作研究。易科泰公司與歐洲PSI公司（葉綠素?zé)晒饧夹g(shù)與表型分析技術(shù)）、美國SABLE公司（動物能量代謝技術(shù)）、歐洲SPECIM公司（高光譜成像技術(shù)）、歐洲WORKSWELL公司（紅外熱成像技術(shù)）、歐洲Lightigo公司（LIBS元素分析技術(shù)）、歐洲BCN無人機(jī)遙感中心、歐洲ITRAX公司（樣芯密度掃描與元素分析）、美國VERIS公司、英國ADC公司、德國UGT公司、歐洲SYSTEA公司等*生態(tài)儀器技術(shù)領(lǐng)域的研發(fā)機(jī)構(gòu)和廠商建立了密切的合作關(guān)系，在FluorCam葉綠素?zé)晒獬上衽c熒光測量技術(shù)、PlantScreen植物表型分析技術(shù)、高光譜成像技術(shù)、紅外熱成像技術(shù)、光合作用與植物生態(tài)研究監(jiān)測、土壤呼吸與碳通量研究監(jiān)測、動物呼吸代謝測量、水質(zhì)分析與藻類研究監(jiān)測、CoreScanner樣芯密度CT與元素分析技術(shù)、LIBS元素分析技術(shù)、無人機(jī)生態(tài)遙感技術(shù)等生態(tài)儀器技術(shù)及其系統(tǒng)方案集成有著豐富的經(jīng)驗，成為我國農(nóng)業(yè)、林業(yè)、地球科學(xué)、生態(tài)環(huán)境研究等領(lǐng)域科技進(jìn)步的重要研究力量。由公司研制生產(chǎn)的EcoDrone?無人機(jī)遙感平臺、SoilTron?多功能小型蒸滲儀技術(shù)、SoilBox?土壤呼吸測量技術(shù)、PhenoPlot?輕便型作物表型分析系統(tǒng)、SCG-N土壤剖面CO2／O2梯度監(jiān)測系統(tǒng)、植物生態(tài)監(jiān)測技術(shù)、動物能量代謝測量技術(shù)等，在中科院修購項目、*學(xué)科群項目、CERN網(wǎng)絡(luò)（生態(tài)系統(tǒng)監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)）等項目中發(fā)揮重要作用 “工欲善其事，必先利其器”，易科泰公司將秉承“利其器，善其事”的經(jīng)營理念，為國內(nèi)生態(tài)-農(nóng)業(yè)-健康研究與發(fā)展提供的技術(shù)方案和服務(wù)。

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iSCAN Multi-Sensor 多參數(shù)土壤理化性質(zhì)測繪系統(tǒng) 產(chǎn)品信息

iSCAN Multi-Sensor 多參數(shù)土壤理化性質(zhì)測繪系統(tǒng)

前言

精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)是近年來農(nóng)業(yè)科學(xué)研究的熱點領(lǐng)域，也是當(dāng)今世界農(nóng)業(yè)發(fā)展的新潮流。研究人員希望通過精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)技術(shù)體系的使用降低生產(chǎn)成本, 提高和穩(wěn)定農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量和質(zhì)量, 增加經(jīng)濟(jì)收入, 減少環(huán)境污染。

土壤中的鹽分、水分、有機(jī)質(zhì)含量、土壤緊實度、質(zhì)地結(jié)構(gòu)等，均不同程度影響土壤電導(dǎo)率變化。通過測定土壤電導(dǎo)率，可為分析產(chǎn)量、評價土壤生產(chǎn)能力、制定精準(zhǔn)施肥處方提供重要依據(jù)。傳統(tǒng)的樣方抽樣調(diào)查不僅費時費力，還由于抽樣密度過低不能真實反應(yīng)地塊土壤特性的時空變化，對于大尺度調(diào)查而言與機(jī)動車輛相結(jié)合的拖曳式土壤電導(dǎo)率測量系統(tǒng)無疑是選擇。

iSCAN用于大面積土壤電導(dǎo)率（EC）、土壤有機(jī)質(zhì)（OM）、土壤溫度及土壤濕度勘查，既可以由拖拉機(jī)或皮卡進(jìn)行拖曳作業(yè)（需選配支架），又可安裝在播種機(jī)等農(nóng)機(jī)具上——在耕種作業(yè)的同時完成對農(nóng)用地的勘查，靈活而便捷；其中升級版iSCAN+附加土壤溫度和濕度傳感器（溫度和濕度是種子發(fā)芽和出苗非常重要的影響因子）。

通過實地原位測量土壤電導(dǎo)EC、OM值、溫度和濕度值，利用GPS定位和數(shù)據(jù)處理測繪軟件（收費數(shù)據(jù)處理服務(wù)），可以繪制出土壤理化性質(zhì)分布圖，全面分析反映土壤質(zhì)地、鹽堿度、持水能力、陽離子交換能力、根系深度等。適用于精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)、土壤調(diào)查和碳匯農(nóng)業(yè)（土壤碳儲量估算）的研究示范及土地管理和土地利用規(guī)劃等領(lǐng)域。

2017-2018年在美國4個州共計15塊土地，利用iSCAN系統(tǒng)進(jìn)行勘測，并與手持式設(shè)備數(shù)據(jù)進(jìn)行比對，得到非常好的線性相關(guān)結(jié)果。

上圖為堪薩斯州40公頃地塊勘查地圖

主要特點

1. iSCAN可同時測繪土壤EC值、OM值，iSCAN+則多了土壤表層溫度和濕度值

2. 原野現(xiàn)場測繪：隨著機(jī)載系統(tǒng)在原野前行，即時獲取電導(dǎo)及地理坐標(biāo)（經(jīng)緯度），每公頃可以測量120-240個樣點數(shù)據(jù)

3. 直接接觸法測量EC（Electrical Conductivity），測量基本不受周邊電磁影響，也不需要校準(zhǔn)，反映土壤質(zhì)地、鹽度特性

4. VIS-NIR雙波段光譜傳感器，可經(jīng)由數(shù)據(jù)處理中心進(jìn)行數(shù)據(jù)處理提供土壤有機(jī)質(zhì)OM（Organic Matter）值，反映土壤氮礦化、土壤水滲透、根系生長以及土壤持水能力

技術(shù)指標(biāo)

1. 雙波段VIS-NIR傳感器，原位測繪植物枯落物下層土壤表層光譜反射

2. 可見光波長：660nm；近紅外波長：940nm；光源：LED

3. 光譜檢測器：5.76mm光敏二極管

4. 除通過雙波段VIS-NIR光譜傳感器高密度原位測繪分析土壤OM值及其分布圖外，可一次同時測量繪制EC，iSCAN+可附加土壤溫度和濕度傳感器，并可實時記錄顯示測量數(shù)據(jù)和分布圖

5. Garmin GPS 15X：差分GPS定位精度，優(yōu)于3米

6. 電子器件：NMEA 4X密封，*級防水接口

7. 數(shù)采：80 pin PIC 微處理器，1Hz采集率，背光顯示器，電源12VDC，5A

8. 測繪軟件即時顯示EC值及光譜反射，并將地理位置信息（經(jīng)緯度）及測量值下載到計算機(jī)上并自動制作二維分布圖（光譜反射需經(jīng)由公司數(shù)據(jù)處理中心進(jìn)行處理分析形成SOM值）

9. EC測繪，可形成0－60cm的表層土壤電導(dǎo)測繪圖

10. OM測量深度：38－76mm

11. 長度：農(nóng)機(jī)版145cm；拖曳版259cm

12. 寬度：農(nóng)機(jī)版31cm; 拖曳版127cm

13. 高度：110cm

14. 重量：147 kg

15. 測量速度：可達(dá)24km/hr

16. 工作溫度：-20－70°C

軟件界面

產(chǎn)地

美國

選配技術(shù)方案

1) 可選配作物表型分析模塊，同步分析作物葉綠素指數(shù)、花青素指數(shù)、類黃酮指數(shù)及N素狀態(tài)等

2) 可選配紅外熱成像研究土壤水分、溫度變化對呼吸影響

3) 可選配ECODRONE®無人機(jī)平臺搭載高光譜和紅外熱成像傳感器進(jìn)行時空格局調(diào)查研究

部分參考文獻(xiàn)

1. Adamchuk, V.I., J.W. Hummel, M.T. Morgan, S.K. Upadhyaya. 2004. On-the-go soil sensors for precision agriculture. Comput. Electron. Agric. 44:71–91.

2. Christy, C.D. 2008. Real-Time Measurement of Soil Attributes Using On-the-go Near Infrared Reflectance Spectroscopy. Computers and Electronics in Agriculture. 61:1. pp.10-19

3. Kitchen, N.R., S.T. Drummond, E.D. Lund, K.A. Sudduth, G.W. Buchleiter. 2003. Soil electrical conductivity and other soil and landscape properties related to yield for three coasting soil and crop systems. Agron. J. 95:483–495.

4. Kweon, G., E.D. Lund, and C.R. Maxton. 2013. Soil organic matter and cation-exchange capacity sensing with on-the-go electrical conductivity and optical sensors. Geoderma 199:80–89.

5. Lund, E.D. 2008. Soil electrical conductivity. p.137-146. In: S. Logsdon et al. (ed.) Soil Science Step by Step Field Analysis. SSSA, Madison, WI.

6. Lund, E.D., C.R. Maxton, T.J. Lund. 2015. Assuring data quality and providing actionable maps using a multi-sensor system. Proceedings of Global Workshop on Proximal Soil Sensing. Hangzhou China. 266-278.

7. Eric Lund, Chase Maxton. 2019. Comparing Organic Matter Estimations Using Two Farm Implement Mounted Proximal Sensing Technologies. 5TH GLOBAL WORKSHOP ON PROXIMAL SOIL SENSING. P35-40.

8. José Paulo Molin, Tiago Rodrigues Tavares. 2019. SENSOR SYSTEMS FOR MAPPING SOIL FERTILITY ATTRIBUTES: CHALLENGES, ADVANCES, AND PERSPECTIVES IN BRAZILIAN TROPICAL SOILS. Eng. Agríc. vol.39.

關(guān)鍵詞：拖拉機(jī) 播種機(jī) 濕度傳感器傳感器