一、微根窗技術(shù)

根系和菌根對(duì)于植物表現(xiàn)和諸多生態(tài)系統(tǒng)和生物地球化學(xué)過程至關(guān)重要。因此觀察根系系統(tǒng)的發(fā)育對(duì)于理解自然和人工生態(tài)系統(tǒng)（作物等）的植物表現(xiàn)、揭示陸地生態(tài)系統(tǒng)的水、碳、氮的動(dòng)力學(xué)過程舉足輕重。無(wú)損的根系和根際成像能用于測(cè)量可控條件或者非生物、生物脅迫下的一系列過程、生物和事件，包括根系發(fā)育、周轉(zhuǎn)、分布（根系構(gòu)型）以及菌根根尖的出現(xiàn)、菌絲的發(fā)育，乃至根瘤菌的發(fā)育和土壤動(dòng)物。

VSI-BARTZ微根管系統(tǒng)是一種非破壞性、定點(diǎn)原位直接觀察和研究植物和菌絲生長(zhǎng)、壽命和分布的定性和定量觀測(cè)工具，其大優(yōu)點(diǎn)是在不干擾細(xì)根生長(zhǎng)過程的前提下，能連續(xù)監(jiān)測(cè)單個(gè)細(xì)根從出生到死亡的變化過程，也能記錄細(xì)根乃至根毛和菌根的生長(zhǎng)、生產(chǎn)和物候等特征，是估計(jì)生態(tài)系統(tǒng)地下C分配和N平衡研究的有效方法，結(jié)合所提供根系分析軟件，能夠?qū)⒏迪嚓P(guān)數(shù)據(jù)定量化，包括根的長(zhǎng)度、面積、根尖數(shù)量、直徑分布格局、死亡根及存活根數(shù)量等等。

二、高度定制化的微根窗系統(tǒng)—VSI-BARTZ微根窗系統(tǒng)

VSI-BARTZ微根窗系統(tǒng)由主機(jī)控制器、相機(jī)模塊、齒輪系統(tǒng)和供電模塊模塊單元組成，微根窗相機(jī)可用于常用的5或者7cm內(nèi)徑的微根管（其他尺寸根管可定制），既可以滿足現(xiàn)有根管的使用又可以使原有相機(jī)系統(tǒng)的輕松升級(jí)。圖像處理可*自動(dòng)化，包括微根管的識(shí)別、預(yù)設(shè)位置的圖像采集、已采集的位置的圖像再次采集。系統(tǒng)高度定制化適合不同的科研和經(jīng)費(fèi)需求。

VSI-BARTZ微根窗系統(tǒng)能夠獲取選擇區(qū)域的全高清圖像，可根據(jù)研究需要和圖像分析要求調(diào)整觀測(cè)區(qū)域的大小。內(nèi)置的軟件自動(dòng)糾正由微根管的曲面造成的原始圖像輕微的畸變。圖像采集系統(tǒng)可通過手持平板電腦或者筆記本（Bartz ICAP程序）操作?？蛇x擇無(wú)線或有線傳輸。鋰電池或者電源線（110V-230V）供電，成像面積（標(biāo)準(zhǔn)：20×20mm）能夠進(jìn)行調(diào)整。

VSI-BARTZ微根窗系統(tǒng)產(chǎn)品型號(hào)：

1. 微根窗高清成像系統(tǒng)VSI MS-16

2. 自動(dòng)微根窗相機(jī)系統(tǒng)VSI AS-17（用于根窗設(shè)施）

3. 自動(dòng)微根窗相機(jī)系統(tǒng)VSI AS-18（用于垂直微根管觀測(cè)）

三、自動(dòng)微根窗相機(jī)系統(tǒng)VSI AS-17

自動(dòng)微根窗相機(jī)系統(tǒng)VSI AS-17是為水平或者平角安裝的微根管觀測(cè)而設(shè)計(jì)的，常用于根際實(shí)驗(yàn)室或者其他配備有大量微根管的實(shí)驗(yàn)設(shè)施。由方向相反的雙攝像頭組成的成像單元提供了雙視角（dual view system）；該成像單元能夠安裝在從微根管微伸出的齒條上，并且通過平板電腦根據(jù)微根管的編號(hào)進(jìn)行控制和采集：安裝完成后，成像單元能夠獨(dú)立、準(zhǔn)確地在位置拍照，然后返回初始位置。這種設(shè)計(jì)能夠讓操作者只需要在不同微根管之間更換成像單元，通過掃描RFID（無(wú)線射頻識(shí)別）標(biāo)簽設(shè)置微根管編號(hào)，即可同時(shí)有效地運(yùn)行多個(gè)成像單元。采集的圖像分辨率達(dá)到超高清（2500dpi），并且?guī)в?/span>ICAP命名系統(tǒng)。圖像存儲(chǔ)于成像單元里的兩個(gè)U盤中的一個(gè)，因此能夠隨時(shí)傳送到筆記本等設(shè)備中。成像單元的電源能充電，易拆卸，壽命長(zhǎng)。軟件能夠根據(jù)不同類型的微根管批量地或者獨(dú)立地預(yù)先設(shè)定拍攝位置。圓形的齒條能夠使用微根管末端的磁性密封蓋手動(dòng)變換位置，以拍攝到微根管完整的圖像。齒條既可以留在微根管——這也是方便的，也可以在各個(gè)微根管之間輪流使用，以節(jié)省安裝成本。

產(chǎn)品特點(diǎn)

1. 自動(dòng)成像：成像單元插入到微根管或者齒條后，自動(dòng)根據(jù)預(yù)設(shè)位置進(jìn)行整體或者單獨(dú)成像；

2. 雙攝像頭：視野相反，雙視角完整拍攝；

3. 超高清：圖像分辨率高達(dá)2500dpi；

4. 超高速：兩點(diǎn)拍攝時(shí)間低于1秒，無(wú)需“白平衡"，大大提高采集效率，減輕野外作業(yè)的勞動(dòng)量；

5. 軟件：成像面積可根據(jù)需求自行調(diào)整；圖像自動(dòng)進(jìn)行非線性的糾正，以消除微根管的曲面效應(yīng)；

6. 精確定位：借助齒條進(jìn)行精確定位，圓形齒條位置可進(jìn)行手動(dòng)調(diào)整；

7. 鋰電池供電：用戶可自行更換電池；

8. 專為水平或者小角度安裝的微根管設(shè)計(jì)；適用于掃描儀MR設(shè)備的微根管；可用于深度200cm的微根管！

9. 便攜易操作：成像系統(tǒng)的軟件預(yù)裝在平板電腦；微根管編號(hào)采用RFID標(biāo)簽；藍(lán)牙傳輸；

10. 高效采集：操作者可同時(shí)操作多個(gè)成像單元，特別適用于大型的微根管設(shè)備；

技術(shù)參數(shù)

l 成像方向：反向安裝的雙攝像頭；

l 成像面積：31 mm x 24 mm （內(nèi)徑7cm的微根管）

可裁剪成20mm×20mm的標(biāo)準(zhǔn)面積，同時(shí)包括消除曲面效應(yīng)的非線性糾正功能；

l 圖像分辨率及格式：800萬(wàn)像素（3280 x 2464像素；2500dpi）；jpg

l 圖像采集速度：小于1秒/張圖像；

l 圖像命名系統(tǒng)：ICAP命名規(guī)則；

l 照明系統(tǒng)：環(huán)形LED，每個(gè)強(qiáng)度可達(dá)160-230流明，強(qiáng)度可通過軟件調(diào)節(jié)；

l 操作系統(tǒng)：液晶觸摸屏，含鍵盤，樹莓派微型計(jì)算機(jī)；

l UI：BTC/VSI軟件（觸摸感應(yīng)、可也用鍵鼠操作），實(shí)驗(yàn)和圖像采集程序設(shè)計(jì)（包括日期和位置）；

l 圖像存儲(chǔ)：U盤（16GB），每個(gè)相機(jī)一個(gè)；

l 電源：鋰離子電池，可更換、可充電；包含充電器；用戶可自行更換電池；

l 成像單元：鋁質(zhì)外殼，陽(yáng)極電鍍，300mm長(zhǎng)，直徑62mm，重約720g；

l 定位齒條：淬火鋼，8 mm x 7 mm x 700-2000 mm，重約670-2000 g；拍攝位置任意可選；

l 定位頭：復(fù)合材料，100 mm x 175 mm，重約0.1kg；

配置

1. 成像單元（雙視攝像頭），包含鋰電池，2USB接口，RFID標(biāo)簽，出廠對(duì)焦（針對(duì)不同直徑的微根管）；

2. 定位齒條×2，每個(gè)1.6m長(zhǎng)，包含定心盤；

3. 密封蓋×20，用于微根管；

4. 便攜箱，內(nèi)含操作單元（觸摸屏，樹莓派系統(tǒng)）和充電器；

5. BTC/VSI軟件包。