簡介

實驗室桁架植物表型平臺是一種在溫室或人工氣候室中，利用可移動桁架，搭載一種或多種表型信息獲取模塊，可以全自動、高通量獲取大量中小型植株表型信息的植物表型平臺系統(tǒng)。桁架搭載成像系統(tǒng)達到植物樣品上方進行拍攝，植物樣本在整個測量過程中不必移動，減少外界因素對植物生長的干擾。

系統(tǒng)組成

桁架式行走裝置：

可搭載成像系統(tǒng)，使成像系統(tǒng)可移動至所需測量的植物樣本上方，對植物樣本進行表型數(shù)據(jù)采集。
成像系統(tǒng)：

成像系統(tǒng)中包含可見光相機、多光譜/高光譜相機、熱紅外相機、激光掃描儀等表型測量設備，補光鹵素燈，工控機控制系統(tǒng)等子系統(tǒng)。
軟件分析系統(tǒng)：

軟件分析系統(tǒng)中包含成像設備控制系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集與存儲系統(tǒng)、數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)、數(shù)據(jù)統(tǒng)計與可視化展示系統(tǒng)、報警監(jiān)控系統(tǒng)等。

系統(tǒng)功能

可見光成像：

可獲取單株投影面積、單株葉片數(shù)量、單株投影周長、單株投影凸包長/短軸等植物單株表型信息。測量精度±5mm。
可獲取單葉片面積、單葉片周長、單葉片凸包長/短軸、單葉片顏色比例分析等植物葉片表型信息。測量精度±5mm。
可獲取植物可見光顏色構成比例、單株生長歷程回放等植物生長狀態(tài)信息。
多光譜/高光譜成像：

可獲取歸一化指數(shù)（NDVI）、簡單比值指數(shù)（SR）、最優(yōu)化土壤調(diào)整植被指數(shù)（OSAVI）、綠度指數(shù)（G）、比值植被指數(shù)（RVI）、差值環(huán)境植被指數(shù)（DVIEVI）、綠光歸一化差值植被指數(shù)（GNDVI）等植被指數(shù)信息。
改進的葉綠素吸收反射指數(shù)（MCARI）、改進的葉綠素吸收反射指數(shù)（1MCARI1）轉換類胡羅卜素指數(shù)（TCARI）、三角植被指數(shù)（TVI）、ZMI指數(shù)、簡單比值色素指數(shù)（SRPI）、歸一化脫鎂作用指數(shù)（NPQI）、光化學植被反射指數(shù)（PRI）、歸一化葉綠素指數(shù)（NPCI）Carter指數(shù)、SIPI指數(shù)、Gitelson－Merzlyak指數(shù)、花青素反射指數(shù)1。
可獲取植物含水量、植物含氮量、植物葉綠素含量等植物生理指標信息。
熱紅外成像：

可獲取植物表面溫度信息與溫度分布情況信息，進而分析植物蒸騰等問題。
激光掃描成像：

可獲取植物3D點云模型，進而獲取植物高度、3D葉面積、投影葉面積、數(shù)字生物量、葉片角度、葉面積指數(shù)、葉片覆蓋率等植物株型信息。

型號分類

根據(jù)植物種植區(qū)不同，實驗室桁架植物表型平臺可分為苗床型與培養(yǎng)架型。
苗床型

苗床型植物表型平臺采用單層苗床作為植物種植區(qū)，適用于中型植物，如水稻、小麥的全生長期表型信息獲取。選用苗床作為植物生長區(qū)，同等空間可種植植物樣品數(shù)量少，空間利用率較低。苗床型植物表型平臺在表型信息獲取過程中基本上無需人工干預。
培養(yǎng)架型

培養(yǎng)架植物表型平臺采用培養(yǎng)架作為植物種植區(qū)，適用于擬南芥等小型植物，與水稻幼苗、小麥幼苗等中型植物幼苗的表型信息獲取。選用培養(yǎng)架作為植物生長區(qū)，同等空間可種植植物樣品數(shù)量多，空間利用率更高。培養(yǎng)架植物表型平臺在表型信息獲取過程中需要人工抽拉培養(yǎng)架層板。