逆境模拟及植物生长监测平台是一套高通量、以多维度传感器和人工智能算法为基础的高精度环境监测与表型鉴定系统,旨在完成植物全生长周期中不同环境下的关键表型因子测量,并支持逆境环境模拟与数据深度挖掘。以下是对该平台的详细介绍:
一、逆境模拟及植物生长监测平台构成
智能化栽培单元:
环境因子监测:利用土壤类、气象类传感器,连续监控土壤水分、土壤温度、土壤盐分、土壤pH、土壤氧气、空气温湿度、二氧化碳浓度等关键环境参数。
智能化灌溉:支持自定义设置周期性水肥计划,实现对灌溉、施肥的定时、定量控制。可实施水分、养分、盐分等因子的定向投放,模拟干旱、高盐碱等逆境环境。
流水线自动化传送单元:
自动化传送:利用自动化控制系统,自动将植株从智能化栽培区域传送至成像暗室,实现高效、无损的植株移动。
自动定位与识别:利用RFID射频标签对每一盆植株进行身份信息识别,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。
选配称重模块:在样品传送过程中,高精度传感器实现对植株重量的测定,为生物量分析提供数据支持。
多维传感融合图像成像单元:
可见光二维成像单元:获取植株侧视可见光图像,利用人工智能算法分析获取株高、叶顶点数、投影面积等形态参数,以及黄色投影面积、绿色投影面积等颜色参数,用于植株株型与健康状态相关表型分析。
可见光三维成像单元:基于算法重构高精度植物模型,获取植物冠层覆盖率、冠幅、生物量等参数,用于生物量变化与长势分析。
高光谱成像单元:基于植物光谱反射信息,计算植物各部分光谱特征曲线,获取光谱指数如NDVI、GVI等常用植被指数,以及叶绿素含量、冠层氮含量等生物学参数,用于解析植物组分含量变化、营养状况以及病害发生情况。
边缘计算与解析单元:内置作物解析模型算法,根据成像模块直接自动解析多项植株株型、颜色、纹理等参数,实现数据的快速处理与分析。
数据管理单元: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,保障数据安全与无限扩容储存。
二、逆境模拟及植物生长监测平台功能
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,为植物科学研究提供全面支持。
样品称重及生物量计算:可选配称重模块,实现样品传送过程中的高精度重量测定,为生物量分析提供准确数据。
自动化参数解析:全角度多机位图像自动采集,无需手动标定,自动根据植物构建高精度三维模型,实现参数的自动化解析。
数据传输与存储管理:支持数据的安全传输和无限扩容储存,保障用户需求的同时确保数据安全。
三、逆境模拟及植物生长监测平台特点与优势
高度集成:系统可集成可见光二维、三维与高光谱成像单元,实现多维度数据采集与分析。
自动传送系统: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,提高工作效率。
样品数据联动管理:支持通过扫描样品二维码实现实验样品与表型分析相关联,便于样品数据管理。
软件一体化设计:界面简洁友好,一键执行数据采集、重构、解析全流程操作,提升分析速度、节约分析时间。
全彩触控交互界面:用户能够直观、高效地控制设备,调节灯光亮度、转台位置等,并能实时查看采集进程。
可移动设计:集成化箱体设计,支持室内任意位置摆放及移动,方便科研人员在不同环境下进行实验。
四、逆境模拟及植物生长监测平台应用领域
逆境模拟及植物生长监测平台适用于遗传育种、分子生物学、植物生理学、植物病理学、生态学、环境科学、植物保护等研究领域,为植物科学研究提供有力支持。