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— 生態(tài) · 農業(yè) · 健康 —
技術(Technology)
PhenoPlot?懸浮雙軌式表型成像分析系統(tǒng)

時間:2022-01-04

作者:易科泰

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簡介:

 

PhenoPlot?懸浮雙軌式表型成像分析系統(tǒng),由懸浮雙軌式表型掃描成像臺架,、表型光譜成像傳感器及分析軟件構成,。本系統(tǒng)采用STP(sensor-to-plant)技術及“雙軌式”Y軸設計方案,X軸橫跨“雙軌式”Y軸并可沿Y軸平穩(wěn)滑行,帶動表型光譜成像傳感器掃描成像,高度可通過Z軸升降精準調控,從而實現(xiàn)XYZ三軸全方位無死角掃描成像,。可用于大田原位(in-situ)作物/植物表型成像分析,、盆栽植物或蒸滲儀系統(tǒng)植物/作物表型成像分析及植物-土壤光譜成像分析等。

 

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主要功能特點

 1) 懸浮軌道設計,,安裝成本低,,占地空間小,有效避免“龍門吊”(需鋪設地面軌道)由于笨重和地面軌道鋪設工程造成的農田污染,、破壞和耕地占用

 2) 可對大田Plot 樣地作物/植物,,或對基于Soiltron蒸滲儀專利技術的iPOT培養(yǎng)盆、大型Plot樣方進行原位表型成像測量分析,、生理生態(tài)研究,、脅迫與抗性評估、種質資源研究檢測,、N含量評估等

 3) 配備400-1000nm高光譜成像,、900-1700nm高光譜成像、紅外熱成像等光譜成像傳感器

 4) 配備表型監(jiān)測系統(tǒng),包括NDVI/PRI監(jiān)測,、冠層溫度監(jiān)測,、空氣溫濕度及PAR監(jiān)測

 5) XYZ三軸全自動掃描成像分析,確保大田樣方無死角覆蓋

 6) 系統(tǒng)集成表型大數(shù)據管理服務器及數(shù)據庫,,可遠程采集、傳輸,、管理光譜成像表型大數(shù)據,,與用戶現(xiàn)有數(shù)據管理平臺實現(xiàn)對接

 7) 觸摸屏控制,嵌入式操作系統(tǒng),,全中文地面站軟件,,可無線操控平臺運行

 8) 采用星型組網物聯(lián)網技術,兼容5G通訊技術,,可實現(xiàn)異地遠程控制等功能

 9) 內置溫濕度,、光照度、GPS,、時鐘(時鐘可根據GPS信息自動校準)

 10) 支持組合命令(Protocols),,可實現(xiàn)自動運行protocols

 11) 可選配全波段光源,適用于溫室內模擬太陽光對作物/植物進行表型光譜成像監(jiān)測

 

主要技術指標

 1) 懸浮軌道跨度(X軸):5m(可客戶定制其它規(guī)格),,長度(Y軸)20m(可客戶定制其它長度),高度2m

 2) 平臺移動參數(shù):速度1-40mm/s可調,,精度優(yōu)于1cm

 3) 組合命令:可設置10條命令protocols,,可實現(xiàn)系統(tǒng)自動運行

 4) 控制系統(tǒng):嵌入式操作系統(tǒng),,PC端全中文操作軟件,,可無線操控平臺運行

 5) 觸控屏:10英寸觸摸顯示屏,集移動掃描,、同步升降,、光源開關、快門觸發(fā)及溫濕度,、光照度等顯示于一體

 6) 內置傳感器:溫濕度、光照度,、GPS,、時鐘(時鐘可根據GPS信息自動校準)實時顯示并記錄存儲,,可上傳服務器數(shù)據庫,,用于事后分析及追溯管理

 7) 通信及遙控:CAN總線通訊,,兼容5G技術,,可實現(xiàn)異地遠程操控系統(tǒng)運行

 8) 傳感器網絡:采用星型組網物聯(lián)網技術,,實現(xiàn)內置傳感器、GPS,、光源和自動澆灌(選配)等模塊與主控系統(tǒng)無線互聯(lián),,可自由擴展其他傳感器

 9) 400-1000nm高光譜成像分析單元

   a) 光譜波段:400-1000nm,通道數(shù)224,,MROI功能(可自由選擇波段)

   b) 光譜分辨率FWHM:5.5nm

   c) 空間像素:1024像素

   d) 信噪比及幀頻:600:1,、330FPS(滿幀)

   e) 測量參數(shù):可成像測量分析作物生化、生理指標,、光利用效率,、健康指數(shù)、覆蓋度,、脅迫等多種參數(shù),,如:歸一化植被指數(shù)NDVI、NDVI705,、mNDVI705,、GNDVI,光化學指數(shù)PRI,,脫鎂作用指數(shù)NPQI,,葉綠素相關指數(shù)MCARI、TCARI,、NPCI、GCI,、LCI,,花青素指數(shù)ARI1、ARI2,,類胡蘿卜素指數(shù)CRI1,、CRI2,鹽脅迫指數(shù)LSI,,水波段指數(shù)WBI,,增強植被指數(shù)EVI,紅邊指數(shù)VOG1,、VOG2,、VOG3、REPI,,Carter指數(shù)CI,,Lichtenhaler指數(shù)LI,優(yōu)化土壤調整指數(shù)OSAVI、GSAVI,、GOSAVI,,綠度指數(shù)GI、SGI,,綠葉指數(shù)GLI,,比值指數(shù)SR、mSR705,、SRPI,、RGRI、GRVI,、IPVI,差值指數(shù)DVI,、GDVI,,大氣阻抗指數(shù)ARVI、GARI,,三角植被指數(shù)TVI,,Zarco-Miller指數(shù)ZMI。

 

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大田水稻原位生長監(jiān)測

 

 10) 900-1700nm高光譜成像分析單元

   a) 光譜波段:900-1700nm,,通道數(shù)224,,MROI功能(可自由選擇波段)

   b) 光譜分辨率FWHM:8nm

   c) 空間像素:1024像素

   d) 信噪比:1000:1

   e) 幀率: 670FPS(滿幀)

   f) 測量參數(shù):可成像分析評估作物N素含量、水分含量指標與水分脅迫等,,如歸一化氮指數(shù)NDNI,、歸一化木質素指數(shù)NDLI,葉面積檢測指數(shù)LAIDI,,水分脅迫指數(shù)MSI,,歸一化水指數(shù)NDWI等

 11) 科研級紅外熱成像

   a) 分辨率 640x512 像素

   b) 溫度范圍-25~150℃,溫度分辨率 0.03℃

   c) 具視頻模式和快照模式

   d) NUC功能以獲得高質量高穩(wěn)定性熱成像圖,,插值功能可形成平滑熱成像圖

   e) 微信截圖_20220104161558.png具備熱成像自動分級分級功能

   f) 14種調色板,,可隨意選配不同假彩成像

   g)  多點溫度及黑體校準并具校準證書

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

 12) 葉綠素熒光成像:

   a) FluorCam葉綠素熒光成像技術,,通過XYZ三維自動掃描定位,,可原位(in-situ)監(jiān)測作物葉綠素熒光,分析其光合生理,、光合效率(有效光量子產量等),、脅迫及抗性等

   b) 可在線成像分析葉綠素熒光參數(shù)、無人值守自動運行葉綠素熒光成像分析

   c) 精準定位FC葉綠素熒光成像分析,單次葉綠素熒光成像分析面積35x45mm

   d) 34LED激發(fā)光源:620nm脈沖調制測量光,,620nm紅色,、5700K白色雙色光化學光源,735nm遠紅光用于測量Fo’

   e) 光化學光最大1000μmol.m-2. s-1可調,,飽和脈沖3900μmol.m-2. s-1

   f) 可自動運行Fv/Fm,、Kautsky誘導效應、熒光淬滅分析,、光響應曲線等protocols

   g) 50多個葉綠素熒光自動測量分析參數(shù),,包括:Fv/FmFv’/Fm’,、Y(II),、NPQqN,、qP,、RfdETR等,,自動形成葉綠素熒光參數(shù)圖

 

微信截圖_20220104161610.png

 

   h) 自動同步顯示葉綠素熒光參數(shù)及參數(shù)圖,、葉綠素熒光動態(tài)曲線、葉綠素熒光參數(shù)頻率直方圖

   i) 可對植物葉片,、果實等不同組織進行葉綠素熒光成像分析

   j) 專業(yè)高靈敏度葉綠素熒光成像CCD,,幀頻50fps,分辨率720x560像素,,像素大小8.6x8.3μm

 13)    表型監(jiān)測系統(tǒng)(選配):包括NDVI/PRI監(jiān)測,、冠層溫度監(jiān)測、空氣溫濕度及PAR監(jiān)測

 14)    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,、葉片葉綠素熒光監(jiān)測及光合作用監(jiān)測等

 

應用領域

 ?  大田作物原位生長監(jiān)測、產量評估

 ?  植物表型與形態(tài)學研究

 ?  作物干旱脅迫監(jiān)測及灌溉管理

 ?  病蟲害監(jiān)測與防治

 ?  作物育種及抗性篩選

 ?  生物多樣性及種質資源調查

 

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   RGB                  NIR                 NDVI

大田玉米高通量表型監(jiān)測

 

 

 

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