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易科泰大田作物表型分析技術方案
發布時間： 2020-04-02 點擊次數： 2224次有利性狀能幫助作物抵抗非生物脅迫和生物脅迫。在作物脅迫抗性的研究中，我們需要快速準確的方法來實現高效和有效的野外表型測量、監測和分析。這其中包括自動化的植物形態學、生物化學和生理學的測量，以綜合評估各種監測環境中作物脅迫與抗性、生長狀況、潛在和實際的產量等。易科泰生態技術公司與PSI等表型分析技術公司合作，提供大田作物表型分析全面技術方案：
1. 手持式、便攜式設備
包括手持式葉綠素熒光儀、葉夾式植物高光譜儀、手持式智能高光譜成像儀、便攜式葉綠素熒光成像儀等：
1)FluorPen手持式葉綠素熒光儀，包括葉夾式（適合于葉片水平表型分析測量）和探頭式（可對葉片、果實、肉質葉片等植物光合器官進行測量或長期監測）
2)PlantPen手持式植物光譜反射指數測量儀，可在葉片水平上測量植物NDVI、PRI
3)PolyPen葉夾式植物高光譜儀，可在葉片水平上測量植物各種光譜反射曲線和指數，如NDVI、PRI、葉綠素指數、花青素指數、胡蘿卜素指數、健康指數、衰老指數等等
4)IQ手持式智能高光譜儀：二維高光譜成像數據采集與分析建模，輕松采集分析野外作物表型大數據
5)FluorCam便攜式葉綠素熒光成像儀：具備野外暗適應葉夾及多功能支架系統，是野外葉片水平測量植物脅迫、光合效率、抗性篩選的利器
2. FluorCam移動式葉綠素熒光成像系統（Rover FluorCam）
小尺度的電驅動移動系統，能夠實現快速準確的野外作物表型測量。移動式熒光成像是一款定制的葉綠素熒光成像系統，于溫室和野外的作物生理評估、篩選。電動助力的四輪能夠提供優異的穩定性，同時便于輕松在野外移動。高達1m的大型作物也能在無物理干擾的情況下做到原位測量。可選配RGB成像分析、激光掃描成像測量、紅外熱成像分析等
3. FieldScreen機動高通量作物表型分析系統
帶有可調節機械臂的野外高地隙車，用于作物冠層的表型測量。模塊化設計的系統包含傳感器單元、控制單元、導航和用戶界面應用。它能夠安裝在多種地面車輛上。司機在RTK-GPS精度的導航系統的指引下到達各個樣點后，預設的測量程序即可自動運行。自動快門功能確保拍攝的圖像曝光良好。測量完成后，數據可同步到數據庫做進一步的分析。
可為您的FieldScreen系統選配以下傳感器：
ü立體的RGB可見光成像——生長相關的性狀評估
ü動態葉綠素熒光成像——光系統II活性的快速無損測量
ü高光譜成像（VNIR和SWIR，400nm-2500nm）——植物反射指數分析
ü熱成像——作物對過熱、干旱的響應研究
ü激光測距傳感器——植株高度測量和3D重建
üLiDAR——3D植物模型重建
ü環境監測傳感器——日照強度和光譜、大氣壓、溫度等環境因子測量
FieldScreen系統可根據樣品大小和形態進行設計和配置，滿足您的具體要求。該系統的每個部件均經過精心設計以保證能在嚴苛的氣象條件下正常運行。
配套客戶端軟件——FieldScreen具備野外導航、系統控制、數據傳輸和傳感器校準的功能。軟件在戶外耐用型的平板電腦上運行并遠程控制整套系統。每個測量樣點的所有的測量數據（包括形態學的、生物化學的和生理學的）都與環境監測數據以及PTK GPS定位信息綁定。表型測量完成后，數據上傳至數據庫，用戶可借助PlantScreen軟件包進行程序編輯、地圖編輯、實驗管理和數據分析等處理。
4. PlantScreen-field大田高通量作物表型分析平臺
電動轉軸塔設計，多個傳感器模塊安裝在XZ機械臂上。它們正在田間樣地上方快速、自動移動以實現高通量測量。傳感器能夠準確監測諸多生理和形態學參數以及記錄時間空間信息。
5. EcoRobot機器人表型分析系統
基于易科泰無人機遙感與近地遙感技術，自主研發履帶式智能機器人平臺和先進光譜成像技術的田間智能機器人表型分析平臺，由易科泰生態技術公司自主研發的輕小型履帶式智能機器人系統、升降平臺、三維掃描機械臂、光譜成像表型大數據采集系統組成。履帶式機器人可自動遙控在大田移動，升降平臺可以調節光譜成像表型大數據采集傳感器的高度，三維掃描機械臂搭載高分辨率光譜成像傳感器（配置增穩云臺系統）包括400-1700nm波段反射光譜成像數據、冠層溫度（反映氣孔導度等）、RGB成像等，可同步監測空氣溫濕度、太陽輻射、PM2.5等大氣環境數據。
6. PhenoPlot輕便型大田作物表型分析系統及大型作物表型分析平臺
PhenoPlot野外大型作物表型分析平臺是易科泰生態技術備受歡迎的輕便型大田表型分析平臺的擴展升級版，利用先進近地遙感技術，搭載先進的光譜成像技術及生理生態監測技術，全面、高通量測量分析熱帶作物形態結構、生理生化指標及環境因子。近地遙感平臺采用懸浮式軌道近地遙感平臺，全自動掃描式采集作物表型大數據。系統由近地遙感平臺、光譜成像傳感器、SoilTron多功能小型蒸滲儀技術、作物生理生態監測系統幾部分組成：
1）近地遙感平臺：高度3m、跨度4m（可選配5m或更大跨度）、長度25m（可選配50m或更長），可以在約100平方米（4x25m）樣方內，對作物進行自動掃描成像分析
2）光譜成像單元：搭載在近地遙感平臺的雙規式自動掃描橫梁上，自動對作物及土壤可見光近紅外全波段（380-2500n）反射光譜、LWIR長波段紅外輻射（冠層溫度）進行掃描成像表型大數據采集，可測量分析：
a)NDVI
b)NDVI705紅邊歸一化植被指數：(R750-R705)/(R750-R705)，對衰老敏感
c)VOG1紅邊指數：R740/R720，對葉綠素濃度、物候變化等敏感
d)PRI光化學植被指數：(R531-R570)/(R531-R570)，光利用效率或碳吸收效率指標，用于研究植被生產力、脅迫、健康與衰老、類胡蘿卜素等
e)PSRI 植被衰減指數：(R680-R500)/R750，冠層脅迫、植物衰老、果實成熟等
f)SIPI結構不敏感色素指數：(R800-R445)/(R800+R680)，反映冠層脅迫程度、生理脅迫檢測等
g)CRI1 類胡蘿卜素反射指數：1/R510-1/R550；CRI2：1/R510-1/R700
h)ARI1 花青素反射指數：1/R550-1/R700；ARI2：R800(1/R550-1/R700)
i)CI 葉綠素指數（紅邊指數）：R750/R710
j)WBIR水波段指數：900/R970）
k)HI健康指數：(R534-R698)/(R534+R698)-R704/2
l)NDNI 歸一化N指數：log(1/R1510)-log(1/R1680)除以log(1/R1510+log(1/R1680)
m)NDWI 歸一化水指數：(R857-R1241)/(R857+R1241)
n)MSI水分脅迫指數：R1599/R819
o)NDLI歸一化木質素指數：log(1/R1754)-log(1/R1680)除以log(1/R1754+log(1/R1680)，用于估算纖維素和木質素干燥狀態下的碳含量，可用于火險幾森林枯枝落葉層
p)CAI纖維素吸收指數：0.5(R2000+R2200)-R2100
q)CWSI（作物水分脅迫指數）
r)果實成熟度及顏色分級分析等等
3）SoilTron多功能小型蒸滲儀技術：作物種植于模擬自然土壤環境的小型蒸滲儀內，同步監測土壤剖面土壤水分、土壤溫度、CO2、O2級pH值等參數，還可選配土壤營養鹽監測（濕化學法）
4）作物生理生態監測系統：同步監測作物葉綠素熒光參數、果實生長、莖桿生長、莖流、空氣溫濕度、PAR等生理生態參數
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