实验室桁架植物表型平台

实验室桁架植物表型平台是一种在温室或人工气候室中，利用可移动桁架，搭载一种或多种表型信息获取模块，可以全自动、高通量获取大量中小型植株表型信息的植物表型平台系统。桁架搭载成像系统达到植物样品上方进行拍摄，植物样本在整个测量过程中不必移动，减少外界因素对植物生长的干扰。

系统组成

桁架式行走装置：

可搭载成像系统，使成像系统可移动至所需测量的植物样本上方，对植物样本进行表型数据采集。

成像系统：

成像系统中包含可见光相机、多光谱/高光谱相机、热红外相机、激光扫描仪等表型测量设备，补光卤素灯，工控机控制系统等子系统。

软件分析系统：

软件分析系统中包含成像设备控制系统、数据采集与存储系统、数据分析系统、数据统计与可视化展示系统、报警监控系统等。

系统功能

可见光成像：

可获取单株投影面积、单株叶片数量、单株投影周长、单株投影凸包长/短轴等植物单株表型信息。测量精度±5mm。

可获取单叶片面积、单叶片周长、单叶片凸包长/短轴、单叶片颜色比例分析等植物叶片表型信息。测量精度±5mm。

可获取植物可见光颜色构成比例、单株生长历程回放等植物生长状态信息。

多光谱/高光谱成像：

可获取归一化指数（NDVI）、简单比值指数（SR）、最优化土壤调整植被指数（OSAVI）、绿度指数（G）、比值植被指数（RVI）、差值环境植被指数（DVIEVI）、绿光归一化差值植被指数（GNDVI）等植被指数信息。

改进的叶绿素吸收反射指数（MCARI）、改进的叶绿素吸收反射指数（1MCARI1）转换类胡罗卜素指数（TCARI）、三角植被指数（TVI）、ZMI指数、简单比值色素指数（SRPI）、归一化脱镁作用指数（NPQI）、光化学植被反射指数（PRI）、归一化叶绿素指数（NPCI）Carter指数、SIPI指数、Gitelson－Merzlyak指数、花青素反射指数1。

可获取植物含水量、植物含氮量、植物叶绿素含量等植物生理指标信息。

热红外成像：

可获取植物表面温度信息与温度分布情况信息，进而分析植物蒸腾等问题。

激光扫描成像：

可获取植物3D点云模型，进而获取植物高度、3D叶面积、投影叶面积、数字生物量、叶片角度、叶面积指数、叶片覆盖率等植物株型信息。

型号分类

根据植物种植区不同，实验室桁架植物表型平台可分为苗床型与培养架型。

苗床型

苗床型植物表型平台采用单层苗床作为植物种植区，适用于中型植物，如水稻、小麦的全生长期表型信息获取。选用苗床作为植物生长区，同等空间可种植植物样品数量少，空间利用率较低。苗床型植物表型平台在表型信息获取过程中基本上无需人工干预。

培养架型

培养架植物表型平台采用培养架作为植物种植区，适用于拟南芥等小型植物，与水稻幼苗、小麦幼苗等中型植物幼苗的表型信息获取。选用培养架作为植物生长区，同等空间可种植植物样品数量多，空间利用率更高。培养架植物表型平台在表型信息获取过程中需要人工抽拉培养架层板。