一、產(chǎn)品介紹

托普云農(nóng)龍門式一體化植物表型平臺(tái)及配套設(shè)施是針對(duì)植物表型在基因&環(huán)境互作下呈現(xiàn)時(shí)空動(dòng)態(tài)變化特點(diǎn)，研發(fā)的一款長期連續(xù)動(dòng)態(tài)監(jiān)測植株表型的田間軌道式表型監(jiān)測設(shè)備。成像單元支持配置多種類型成像傳感器，有效保障平臺(tái)與建設(shè)需求的高度適配。龍門式一體化植物表型平臺(tái)及配套設(shè)施可實(shí)現(xiàn)大田環(huán)境下作物生長過程中器官尺度的表型特征和生理參數(shù)變化的連續(xù)測量，可開展光合作用效率、脅迫與抗脅迫等生理性狀的表型高通量分析與耐脅迫品種篩選等研究。

二、功能特點(diǎn)

1、多場景靈活部署

高適應(yīng)性結(jié)構(gòu)：地軌式龍門架結(jié)構(gòu)便于在田間連續(xù)布設(shè)，適應(yīng)不同地形與種植布局，滿足長期原位監(jiān)測需求。

2、全維度數(shù)據(jù)采集

多傳感器靈活配置：支持可見光、高光譜、三維成像（深度/激光雷達(dá)）及紅外熱成像等多種傳感器，實(shí)現(xiàn)形態(tài)、生理、結(jié)構(gòu)與熱動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)的同步采集。

可見光成像：可解析植物寬幅、窄幅、綠色面積占比、黃色面積占比、投影面積、凸包面積、凸包周長、R/G/B顏色分量、RHS比色、平均色相、平均飽和度、平均亮度、平滑度、均勻性、緊實(shí)度、偏心率、圓度、相關(guān)性、能量等指標(biāo)。

高光譜成像：可實(shí)現(xiàn)植物冠層光譜特征曲線的計(jì)算，以及光譜指數(shù)如NDVI、GVI等三十個(gè)常用植被指數(shù)的獲取，葉綠素含量、冠層氮含量等生物學(xué)參數(shù)的分析。

三維成像：通過深度或激光雷達(dá)掃描構(gòu)建三維點(diǎn)云模型，可解析植物群體或單株的高度、長度、寬度、表面積、體積等指標(biāo)，結(jié)合RGB成像計(jì)算植物生物量等。

紅外熱成像：檢測地表溫度和植株葉片表面溫度，計(jì)算植株冠層平均溫度、zui高溫度、zui低溫度，并形成溫度分布圖。

3、自動(dòng)化表型解析

AI驅(qū)動(dòng)參數(shù)解析：內(nèi)置作物專用AI算法模型，基于多源成像數(shù)據(jù)自動(dòng)解析表型與生理參數(shù)，提升數(shù)據(jù)分析效率與一致性。

4、一體化軟件平臺(tái)與數(shù)據(jù)管理

遠(yuǎn)程控制：支持用戶遠(yuǎn)程進(jìn)行設(shè)備控制、圖像采集與數(shù)據(jù)分析，實(shí)現(xiàn)全天候自動(dòng)化高通量監(jiān)測。

集成化軟件：支持多傳感器數(shù)據(jù)采集、任務(wù)設(shè)置、實(shí)時(shí)監(jiān)控與分析結(jié)果可視化，實(shí)現(xiàn)全流程一體化操作。

靈活數(shù)據(jù)查詢與導(dǎo)出：平臺(tái)自動(dòng)歸檔歷史數(shù)據(jù)，支持多條件組合查詢，分析結(jié)果可導(dǎo)出為統(tǒng)計(jì)圖表。

5、系統(tǒng)安全保障

硬件安全防護(hù)：配備安全限位裝置，保障設(shè)備在復(fù)雜田間環(huán)境下的穩(wěn)定運(yùn)行與操作安全。

數(shù)據(jù)安全存儲(chǔ)：采集數(shù)據(jù)在本地自動(dòng)存儲(chǔ)，支持安全加密傳輸，存儲(chǔ)空間可按需擴(kuò)容，確保數(shù)據(jù)完整性與隱私安全。

6、可定制化擴(kuò)展

氣象環(huán)境同步監(jiān)測（選配）：可集成溫濕度、光照強(qiáng)度等氣象傳感器，實(shí)現(xiàn)環(huán)境-表型數(shù)據(jù)協(xié)同采集與分析。

系統(tǒng)定制化：可配合用戶實(shí)驗(yàn)開展需求設(shè)計(jì)，根據(jù)不同作物定制化開發(fā)植物算法與指標(biāo)解析。

三、典型應(yīng)用場景

育種試驗(yàn)區(qū)高通量選型：區(qū)試品系按行排布，龍門每日/每生育期自動(dòng)走查，輸出株高整齊度、持綠性、冠層覆蓋度動(dòng)態(tài)，輔助早熟、耐密、抗倒、氮高效基因型晉級(jí)。

逆境生理與耐逆篩選：結(jié)合控水/加鹽/控溫處理，縱向追蹤NDVI衰減、冠溫抬升與株型收縮軌跡，量化抗旱、耐鹽、耐熱表型閾值。

病理與蟲害早期識(shí)別：高光譜紅邊漂移+熱紅外局部升溫聯(lián)合捕捉銹病、紋枯病、蚜害潛育期信號(hào)，比肉眼病斑早若干葉齡預(yù)警。

栽培措施校驗(yàn)：不同密度/水肥處理下LAI與冠層體積積累曲線對(duì)比，為作物模型（APSIM/DSSAT）參數(shù)率定提供原位觀測約束。

溫室工廠化育苗質(zhì)控：室內(nèi)龍門對(duì)苗盤行列巡測，出苗率、子葉面積、徒長指數(shù)自動(dòng)統(tǒng)計(jì)，替代人工抽樣。

四、總結(jié)

TP-GTL-GT1系列的本質(zhì)，是把"多模態(tài)成像艙"沿地軌展開為跨整個(gè)生長季、跨整片試驗(yàn)地的靜止—移動(dòng)混合觀測站：它以龍門三軸定位解決"同機(jī)位重復(fù)觀測"的幾何一致性問題，以多光學(xué)單元共架解決"形態(tài)—光譜—結(jié)構(gòu)—熱態(tài)"同步采集問題，以一體化軟件解決"采—存—算—溯"閉環(huán)問題。相比傳送帶暗室平臺(tái)，它保留根系原位環(huán)境與田間光溫真實(shí)驅(qū)動(dòng)；相比無人機(jī)遙感，它提供厘米級(jí)近距光學(xué)分辨率與不受飛行高度限制的穩(wěn)定光照條件。對(duì)國內(nèi)育種單位"試驗(yàn)區(qū)面積中等、需全生育期追蹤、預(yù)算不及進(jìn)口固定廊道、又拒絕人工目測"的共性約束，GT1是一臺(tái)把高通量表型從"進(jìn)口高價(jià)廊道"拉回"可建可改可擴(kuò)"的國產(chǎn)工程化答案。