高光谱高通量表型成像系统是什么？

高光谱高通量表型成像系统是一种集植物表型图像采集与参数分析功能于一体的高通量平台，专为大中型温室条件设计。以下从系统构成、功能特点、技术参数、应用场景及发展趋势五个方面进行详细介绍：

一、高光谱高通量表型成像系统构成

主要由以下单元组成：

自动化传送单元：采用流水线传送形式，将植物传送至成像暗室进行成像和解析，实现植物样品的自动传送与定位。

多维传感融合图像成像单元：可搭载可见光二维、可见光三维、高光谱等多个成像单元，支持多场景、多参数的植物表型数据采集。

边缘计算与解析单元：内置作物解析模型算法，自动解析植株株型、颜色、纹理等参数，支持全角度多机位图像自动采集与三维模型构建。

数据管理单元：支持数据自动采集、存储、传输与管理，采用安全传输模式，确保数据安全与无限扩容。

二、高光谱高通量表型成像系统功能特点

多场景应用：

适用于温室控制条件下的植株长势、逆境响应、病害等级分析等多种场景。

可对突变体进行筛选与鉴定，记录植物生长状态，研究高温、高盐、病害、虫害等逆境条件下植物的形态、颜色、纹理、长势、组分含量变化。

高度集成：

系统可集成可见光二维、可见光三维与高光谱成像单元，实现全自动、高通量的植物样品成像。

支持配套植物样本自动识别码，植株移动到目标位置时自动进行关联，并自动记录对应设备的采集数据。

自动传送与数据采集：

采用全自动传送装置，配备智能化图像采集模块，系统运行全程自动化，减少人工操作误差。

可选配称重模块，在样品传送过程中通过高精度传感器实现对重量的测定。

自动化参数解析与数据传输：

系统自动内置作物解析模型算法，根据可见光二维、可见光三维、高光谱等模块直接自动解析多项植株参数。

支持在本地搭建局域网络/公网，实现数据采集端PC端到数据中心服务器的自动化上传、自动化数据存储管理、自动化高效解析。

三、高光谱高通量表型成像系统技术参数

传送系统：

传送速度：13m/min（可根据需求调节）。

定位精度：≤±2mm。

电子识别：RFID，用于对每盆植物进行识别定位。

可见光成像模块：

成像传感器：高分辨率RGB镜头，分辨率5120×5120，像元尺寸2.5μm×2.5μm。

成像平台：360度旋转平台，支持多段成像、自定义高度。

照明光源：侧面LED均一光源。

数据传输：万兆以太网。

二维单株分析时间：<5s。

三维单株重构与解析时间：<7min。

高光谱成像模块：

成像波长范围：400-1000nm。

照明光源：低频闪高光质卤素灯光源。

像素大小：5.86μm×5.86μm。

光谱分辨率：2.5nm。

光谱带数（波段数）：1200个波段。

图像分辨率：1920×1920。

入射狭缝宽度：25μm。

动态范围：12bit。

成像高度：支持自定义高度。

数据传输：USB3.0/千兆以太网（可选）。

高光谱单株分析时间：<5s。

四、高光谱高通量表型成像系统应用场景

高光谱高通量表型成像系统适用于多个研究领域，包括但不限于：

遗传育种：捕捉作物的抗胁迫、病虫害、产量等特性，海量材料中筛选优秀样本，助力科学育种。

分子生物学：研究基因型与表型之间的关系，揭示植物生长发育的分子机制。

植物生理学：监测植物生长状态，研究植物对逆境条件的响应机制。

植物病理学：识别植物病害，评估病害等级，为病害防控提供科学依据。

生态学与环境科学：监测生态系统变化，研究植物与环境之间的相互作用。

植物保护：指导农药的精准施用，减少农药残留，保护生态环境。

五、高光谱高通量表型成像系统发展趋势

更高精度与效率：随着传感器技术的进步，提升数据采集与处理速度，实现更精准的植物表型分析。

智能化与自动化：结合机器学习算法，实现更智能的植物表型解析与环境适应预测。

成本降低与普及：技术成熟与规模化生产推动设备价格下降，拓宽应用场景，促进精准农业与智慧种植的发展。