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3D作物测量:使用几何图形进行植物表型分析

3D作物测量:使用几何图形进行植物表型分析

【概要描述】利用三维传感技术进行植物表型分析在过去几年中得到了发展。本文综述了三维性状在植物表型分析中的应用。

3D作物测量:使用几何图形进行植物表型分析

【概要描述】利用三维传感技术进行植物表型分析在过去几年中得到了发展。本文综述了三维性状在植物表型分析中的应用。

  • 分类:行业动态
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  • 发布时间:2019-11-18 14:19
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利用三维传感技术进行植物表型分析在过去几年中得到了发展。本文综述了三维性状在植物表型分析中的应用。一个高分辨率的三维测量装置和一个已建立的测量工具,叶片测量仪之间的比较表明,可能分类的测量精度。此外,不同的测量技术,如激光三角测量、从运动开始的结构、飞行时间、地面激光扫描或结构光方法,可以在植物和器官水平上评估植物的性状,如叶片的宽度和长度、植物的大小、体积和发育。

介绍了所测得的植物类型、所采用的测量技术及其与生物学应用的联系。这些是性状和生长分析,用于随时间的测量,以及更复杂的水平衡调查、干旱反应和QTL(定量性状位点)分析。使用的处理管道在一个3D点云处理工作流中进行了概括,该工作流显示了单个处理步骤,这些步骤可以在工厂级别、在器官级别使用机器学习或在一段时间内使用时间序列测量来获取工厂参数。最后以甜菜为例介绍了植物遥感的下一步工作,即不同传感器类型即三维和光谱测量的融合。这种多维植物模型是模拟几何对辐射测量影响并进行校正的关键。这份出版物描述了最先进的3 d测量植物的特征,因为他们被用于植物表型出现关于如何获得数据,这些数据是如何处理和什么样的特征以单一植物,miniplot,实验场和田野。未来的研究将集中在实验和现场尺度上的高分辨点云,以及器官特征的自动特征提取,以跟踪这些尺度上的器官发育。

介绍了与植物表型(颜色突出)最相关的三维测量技术的层次结构。技术连接部分(a)分别介绍了激光三角测量、结构光方法、飞行时间传感、运动结构和光场成像。激光三角测量(b)和运动结构(c)两种最重要的技术,介绍了点测量的步骤。

通过校准包括3D成像传感器和高光谱相机在内的传感器设置,可以将3D点云和高光谱图像数据相结合。顶部(a)和(b)一面视图显示了合并后的点云的结合3 d -和VISNIR-data (911 nm)以及3 d和短波红外成像数据(1509 nm, b)。VISNIR和短波红外成像光谱可以研究在同一点的3 d点云(c)通过校准包括3D成像传感器和高光谱相机在内的传感器设置,可以将3D点云和高光谱图像数据相结合。顶部(a)和(b)一面视图显示了合并后的点云的结合3 d -和VISNIR-data (911 nm)以及3 d和短波红外成像数据(1509 nm, b)。VISNIR和短波红外成像光谱可以研究在同一点的3 d点云(c)

本文从不同的三维测量技术、衍生性状和生物用例等方面综述了植物表型的三维性状一个通用的处理管道的用例在3D被解释和连接的非复杂性状的来源为完整的植物以及器官层次上更复杂的植物性状。如果随着时间的推移进行测量,生长曲线的生成用于监测器官发育(4D),以及它们与生物科学问题的联系被引入。综述了从单株到田间不同尺度的传感器技术。

 

来源:Plant Methods. Measuring crops in 3D: using geometry for plant phenotyping.Stefan Paulus.https://plantmethods.biomedcentral.com/articles/10.1186/s13007-019-0490-0#Sec15

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