PhenoPlot 輕便型作物/植物表型成像分析系統(tǒng)

PhenoPlot 輕便型植物表型成像分析系統(tǒng)由輕便型可移動(dòng)式表型掃描成像臺(tái)架、成像單元及分析軟件構(gòu)成，采用STP（sensor-to-plant）技術(shù)，成像單元可沿臺(tái)架橫軸左右自動(dòng)定位成像(樣帶式)，高度可調(diào)。標(biāo)準(zhǔn)配置包括Thermo-RGB成像分析、高光譜成像分析，可選配Thermo-NDVI成像分析、FluorCam葉綠素?zé)晒獬上駟卧騍IF太陽(yáng)光誘導(dǎo)葉綠素?zé)晒飧吖庾V成像單元、PhenoCOSM生態(tài)實(shí)驗(yàn)?zāi)M監(jiān)測(cè)系統(tǒng)等。

主要功能特點(diǎn):

1) 模塊式結(jié)構(gòu)，輕便、可擴(kuò)展，一個(gè)人即可拿到大田內(nèi)對(duì) Plot 樣地作物/植 物進(jìn)行表型成像測(cè)量分析，或在溫室內(nèi)對(duì)基于Soiltron蒸滲儀技術(shù)的miniPlot進(jìn)行掃描成像分析

2) 標(biāo)配為單軸樣帶式掃描成像分析，可客戶定制XY 雙軸表型成像臺(tái)架，高度(Z軸)可調(diào)，以適應(yīng)不同高度植物/作物

3) 可選配側(cè)面（垂直）光譜成像分析，還可選配旋轉(zhuǎn)式高光譜掃描成像平臺(tái)

4) 可選配 RGB 成像、多光譜成像、紅外熱成像、Thermo-RGB融合成像、高光譜成像等不同成像單元

5) 可選配 FluorCam 便攜式葉綠素?zé)晒獬上駟卧蜻x配AisaIBIS太陽(yáng)光誘導(dǎo)葉綠素?zé)晒鉁y(cè)量系統(tǒng)（無需人工光源）

6) 應(yīng)用于作物生態(tài)測(cè)量研究、作物脅迫與抗性評(píng)估、N含量評(píng)估及作物表型測(cè)量分析等

主要技術(shù)指標(biāo):

1) 單軸（X軸）標(biāo)配跨度(掃描幅度)1.5m，可選配2m(便于攜帶)跨度，定位精度 1cm ?

2) 高分辨率 RGB 成像，分辨率達(dá) 18MPixels，10 倍光學(xué)變焦;可選配同等分辨率多光譜 NDVI 成像鏡頭

3) 科研級(jí)紅外熱成像:

a)分辨率 640x512 像素，溫度范圍-25～150攝氏度，溫度分辨率 0.03 攝氏度

b)具視頻模式和快照模式

c)可選配CWSI成像分析方案，對(duì)作物水分脅迫進(jìn)行成像分析

d)NUC功能以獲得高質(zhì)量高穩(wěn)定性熱成像圖，插值功能可形成平滑熱成像圖（除去馬賽克效果）

e)具備熱成像自動(dòng)分級(jí)功能

f)支持GPS

g)14種調(diào)色板，可隨意選配不同假彩成像

h)USB-3接口或網(wǎng)絡(luò)接口

i)多點(diǎn)溫度及黑體校準(zhǔn)并具校準(zhǔn)證書

j)專業(yè)溫度分析軟件，可形成溫度分布曲線、IOR點(diǎn)線區(qū)域溫度分析、頻率直方圖、3D溫度分布圖等

4) Thermo-RGB紅外熱成像與RGB真彩成像融合技術(shù)，可測(cè)量陽(yáng)光照射葉片的溫度和覆蓋度等，以精確反映作物氣孔導(dǎo)度動(dòng)態(tài)，使作物冠層溫度測(cè)量精準(zhǔn)區(qū)分陽(yáng)光照射葉片、陰影葉片及土壤背景，并可進(jìn)行ROI選區(qū)分析、頻率直方圖分析顯示等

5) VNIR 高光譜成像分析單元
a) 波段范圍400-1000nm，波段數(shù)224

b) 光譜分辨率 FWHM:5.5nm
b) 空間分辨率:1024像素

c) 視野38度

d) 信噪比600:1

e) 可成像測(cè)量分析作物生化、指標(biāo)如葉綠素含量、花青素含量、胡蘿卜素含量、光利用效率、健康指數(shù)、覆蓋度、脅迫等20多個(gè)參數(shù)

6) SWIR高光譜成像分析單元

a) 波段范圍900-1700nm，波段數(shù)224

b) 光譜分辨率 FWHM：8nm

c) 空間分辨率：640像素

d) 視野38度

e) 信噪比1000:1

f) 可成像分析評(píng)估作物N素含量、水分含量指標(biāo)與水分脅迫等

7) 可選配IQ智能手持式高光譜成像單元

a) 波段范圍400-1000nm，波段數(shù)204

b) 光譜分辨率 FWHM：7nm

c) 空間分辨率：512x512像素

d) 視野31度，物距15cm至無窮遠(yuǎn)

e) 取景器相機(jī)分辨率：5M

8) 環(huán)境監(jiān)測(cè)（客戶定制）：包括空氣溫濕度、PAR、降雨量、土壤水分、土壤溫度測(cè)量監(jiān)測(cè)等

9) 植物生態(tài)監(jiān)測(cè)（客戶定制）：包括葉面溫度、葉面濕度、莖流、莖桿生長(zhǎng)、果實(shí)生長(zhǎng)、葉片葉綠素?zé)晒獗O(jiān)測(cè)及光合作用監(jiān)測(cè)等

應(yīng)用案例：

蔬菜Thermo-RGB成像分析，包括植物提取與背景過濾、匹配等，分析植物冠層覆蓋度及土壤、光照葉片、陰影葉片的占比和溫度、低溫度、平均溫度、溫度頻率直方圖等，據(jù)此研究分析植物水分有效利用情況及水分脅迫等

大豆SpectraScan高光譜成像分析：包括形態(tài)結(jié)構(gòu)分析如葉面積、豆莢面積、冠層覆蓋度，生化分析如葉綠素含量、光利用效率、植物衰老（成熟）、脅迫與抗性等，并通過決策樹區(qū)分不同品種或冠層不同組分等

PhenoCOSM集裝箱式植物培養(yǎng)與表型觀測(cè)系統(tǒng)

集裝箱式植物培養(yǎng)與表型觀測(cè)系統(tǒng)是在PSI集裝箱式生長(zhǎng)艙（Growth Capsule）的基礎(chǔ)上，加配各種植物表型性狀傳感器組成的植物培養(yǎng)與表型觀測(cè)系統(tǒng)，可同時(shí)滿足植物培養(yǎng)與表型性狀的監(jiān)測(cè)，包括PAM脈沖調(diào)制葉綠素?zé)晒鈪?shù)監(jiān)測(cè)（反應(yīng)植物性狀）與OJIP快速熒光動(dòng)力學(xué)監(jiān)測(cè)，植物莖流、莖干生長(zhǎng)、果實(shí)生長(zhǎng)、光合作用、冠層溫度、NDVI/PRI（冠層光譜監(jiān)測(cè)）等形態(tài)與性狀監(jiān)測(cè)，及環(huán)境因子包括空氣溫濕度、光源、CO2、土壤水分調(diào)控監(jiān)測(cè)。整套系統(tǒng)采用集裝箱式設(shè)計(jì)，由一個(gè)獨(dú)立的單元或兩個(gè)單元組成，方便移動(dòng)運(yùn)輸,該系統(tǒng)意味著可以在任何地點(diǎn)、任何環(huán)境條件下進(jìn)行全天候生態(tài)環(huán)境模擬植物培養(yǎng)與表型性狀觀測(cè)，無需另建溫室等，是植物培養(yǎng)與表型觀測(cè)的“房車"。

Growth Capsule光照調(diào)控采用智能多通道LED光源，可選配冷白光、RGB三色光源、近紅外等多色光源（比如6通道光源等），不同波段光源可按不同比例搭配組成不同光質(zhì)條件，可模擬晝夜節(jié)律、有云天氣等，具備day/night、dawn/dusk、cloudy/sky等protocols。

PhenoUAS無人機(jī)遙感植物表型分析平臺(tái)

PhenoUAS由易科泰自行研制的4旋翼或8旋翼專業(yè)遙感無人機(jī)平臺(tái)，搭載RGB成像、紅外熱成像、多光譜成像及高光譜成像單元組成的空基作物表型成像分析平臺(tái)，可與地面FluorPen葉綠素?zé)晒鈨x、SpectraPen或葉夾式PolyPen高光譜儀、IQ高光譜成像儀、LCi-T便攜式光合儀等組合使用，從葉片水平到冠層水平，全面、高通量、無損傷觀測(cè)分析植物表型。作為世界高光譜成像生產(chǎn)廠商Specim在中國(guó)的高光譜無人機(jī)應(yīng)用創(chuàng)新服務(wù)中心，易科泰生態(tài)技術(shù)公司及西安光譜成像與無人機(jī)遙感研究中心可以提供無人機(jī)遙感植物表型分析全面解決方案。

案例：上圖為無人機(jī)遙感高光譜成像，下圖依次為葉片氣孔導(dǎo)度（LCi光合儀測(cè)量）、光合作用（LCi光合儀測(cè)量）、穩(wěn)態(tài)葉綠素?zé)晒猓‵luorpen測(cè)量）及葉片反射光譜（PolyPen葉夾式高光譜儀測(cè)量）

技術(shù)特點(diǎn)：

1) 可選配EcoDrone 4旋翼輕便型無人機(jī)平臺(tái)，或大疆M600六旋翼平臺(tái)，或EcoDrone八旋翼專業(yè)無人機(jī)遙感平臺(tái)

2) 可選配NDVI成像傳感器多光譜成像傳感器等

3) 可選配高光譜成像系統(tǒng)，波段范圍400-1000nm或600-1640nm，空間分辨率可達(dá)2048像素

4) 可選配紅外熱成像或作物水分脅迫指數(shù)CWSI成像傳感器

北京易科泰生態(tài)技術(shù)有限公司

ECOLAB生態(tài)實(shí)驗(yàn)室