易科泰大田作物表型分析技术方案

有利性状能帮助作物抵抗非生物胁迫和生物胁迫。在作物胁迫抗性的研究中，我们需要快速准确的方法来实现高效和有效的野外表型测量、监测和分析。这其中包括自动化的植物形态学、生物化学和生理学的测量，以综合评估各种监测环境中作物胁迫与抗性、生长状况、潜在和实际的产量等。易科泰生态技术公司与PSI等表型分析技术公司合作，提供大田作物表型分析全面技术方案：

1. 手持式、便携式设备

包括手持式叶绿素荧光仪、叶夹式植物高光谱仪、手持式智能高光谱成像仪、便携式叶绿素荧光成像仪等：

1)FluorPen手持式叶绿素荧光仪，包括叶夹式（适合于叶片水平表型分析测量）和探头式（可对叶片、果实、肉质叶片等植物光合器官进行测量或长期监测）

2)PlantPen手持式植物光谱反射指数测量仪，可在叶片水平上测量植物NDVI、PRI

3)PolyPen叶夹式植物高光谱仪，可在叶片水平上测量植物各种光谱反射曲线和指数，如NDVI、PRI、叶绿素指数、花青素指数、胡萝卜素指数、健康指数、衰老指数等等

4)IQ手持式智能高光谱仪：二维高光谱成像数据采集与分析建模，轻松采集分析野外作物表型大数据

5)FluorCam便携式叶绿素荧光成像仪：具备野外暗适应叶夹及多功能支架系统，是野外叶片水平测量植物胁迫、光合效率、抗性筛选的利器

2. FluorCam移动式叶绿素荧光成像系统（Rover FluorCam）

小尺度的电驱动移动系统，能够实现快速准确的野外作物表型测量。移动式荧光成像是一款定制的叶绿素荧光成像系统，于温室和野外的作物生理评估、筛选。电动助力的四轮能够提供优异的稳定性，同时便于轻松在野外移动。高达1m的大型作物也能在无物理干扰的情况下做到原位测量。可选配RGB成像分析、激光扫描成像测量、红外热成像分析等

3. FieldScreen机动高通量作物表型分析系统

带有可调节机械臂的野外高地隙车，用于作物冠层的表型测量。模块化设计的系统包含传感器单元、控制单元、导航和用户界面应用。它能够安装在多种地面车辆上。司机在RTK-GPS精度的导航系统的指引下到达各个样点后，预设的测量程序即可自动运行。自动快门功能确保拍摄的图像曝光良好。测量完成后，数据可同步到数据库做进一步的分析。

可为您的FieldScreen系统选配以下传感器：

ü立体的RGB可见光成像——生长相关的性状评估

ü动态叶绿素荧光成像——光系统II活性的快速无损测量

ü高光谱成像（VNIR和SWIR，400nm-2500nm）——植物反射指数分析

ü热成像——作物对过热、干旱的响应研究

ü激光测距传感器——植株高度测量和3D重建

üLiDAR——3D植物模型重建

ü环境监测传感器——日照强度和光谱、大气压、温度等环境因子测量

FieldScreen系统可根据样品大小和形态进行设计和配置，满足您的具体要求。该系统的每个部件均经过精心设计以保证能在严苛的气象条件下正常运行。

配套客户端软件——FieldScreen具备野外导航、系统控制、数据传输和传感器校准的功能。软件在户外耐用型的平板电脑上运行并远程控制整套系统。每个测量样点的所有的测量数据（包括形态学的、生物化学的和生理学的）都与环境监测数据以及PTK GPS定位信息绑定。表型测量完成后，数据上传至数据库，用户可借助PlantScreen软件包进行程序编辑、地图编辑、实验管理和数据分析等处理。

4.  PlantScreen-field大田高通量作物表型分析平台

电动转轴塔设计，多个传感器模块安装在XZ机械臂上。它们正在田间样地上方快速、自动移动以实现高通量测量。传感器能够准确监测诸多生理和形态学参数以及记录时间空间信息。

5. EcoRobot机器人表型分析系统

基于易科泰无人机遥感与近地遥感技术，自主研发履带式智能机器人平台和先进光谱成像技术的田间智能机器人表型分析平台，由易科泰生态技术公司自主研发的轻小型履带式智能机器人系统、升降平台、三维扫描机械臂、光谱成像表型大数据采集系统组成。履带式机器人可自动遥控在大田移动，升降平台可以调节光谱成像表型大数据采集传感器的高度，三维扫描机械臂搭载高分辨率光谱成像传感器（配置增稳云台系统）包括400-1700nm波段反射光谱成像数据、冠层温度（反映气孔导度等）、RGB成像等，可同步监测空气温湿度、太阳辐射、PM2.5等大气环境数据。

6. PhenoPlot轻便型大田作物表型分析系统及大型作物表型分析平台

   PhenoPlot野外大型作物表型分析平台是易科泰生态技术备受欢迎的轻便型大田表型分析平台的扩展升级版，利用先进近地遥感技术，搭载先进的光谱成像技术及生理生态监测技术，全面、高通量测量分析热带作物形态结构、生理生化指标及环境因子。近地遥感平台采用悬浮式轨道近地遥感平台，全自动扫描式采集作物表型大数据。系统由近地遥感平台、光谱成像传感器、SoilTron多功能小型蒸渗仪技术、作物生理生态监测系统几部分组成：

1）近地遥感平台：高度3m、跨度4m（可选配5m或更大跨度）、长度25m（可选配50m或更长），可以在约100平方米（4x25m）样方内，对作物进行自动扫描成像分析

2）光谱成像单元：搭载在近地遥感平台的双规式自动扫描横梁上，自动对作物及土壤可见光近红外全波段（380-2500n）反射光谱、LWIR长波段红外辐射（冠层温度）进行扫描成像表型大数据采集，可测量分析：

a)NDVI

b)NDVI705红边归一化植被指数：(R750-R705)/(R750-R705)，对衰老敏感

c)VOG1红边指数：R740/R720，对叶绿素浓度、物候变化等敏感

d)PRI光化学植被指数：(R531-R570)/(R531-R570)，光利用效率或碳吸收效率指标，用于研究植被生产力、胁迫、健康与衰老、类胡萝卜素等

e)PSRI 植被衰减指数：(R680-R500)/R750，冠层胁迫、植物衰老、果实成熟等

f)SIPI结构不敏感色素指数：(R800-R445)/(R800+R680)，反映冠层胁迫程度、生理胁迫检测等

g)CRI1 类胡萝卜素反射指数：1/R510-1/R550；CRI2：1/R510-1/R700

h)ARI1 花青素反射指数：1/R550-1/R700；ARI2：R800(1/R550-1/R700)

i)CI 叶绿素指数（红边指数）：R750/R710

j)WBIR水波段指数：900/R970）

k)HI健康指数：(R534-R698)/(R534+R698)-R704/2

l)NDNI 归一化N指数：log(1/R1510)-log(1/R1680)除以log(1/R1510+log(1/R1680)

m)NDWI 归一化水指数：(R857-R1241)/(R857+R1241)

n)MSI水分胁迫指数：R1599/R819

o)NDLI归一化木质素指数：log(1/R1754)-log(1/R1680)除以log(1/R1754+log(1/R1680)，用于估算纤维素和木质素干燥状态下的碳含量，可用于火险几森林枯枝落叶层

p)CAI纤维素吸收指数：0.5(R2000+R2200)-R2100

q)CWSI（作物水分胁迫指数）

r)果实成熟度及颜色分级分析等等

3）SoilTron多功能小型蒸渗仪技术：作物种植于模拟自然土壤环境的小型蒸渗仪内，同步监测土壤剖面土壤水分、土壤温度、CO2、O2级pH值等参数，还可选配土壤营养盐监测（湿化学法）

4）作物生理生态监测系统：同步监测作物叶绿素荧光参数、果实生长、茎杆生长、茎流、空气温湿度、PAR等生理生态参数