Расширение возможностей фенотипирования растений с помощью гиперспектральной съемки — Rapixel возглавляет новую эру инноваций в агротехнологиях.

Ключевые слова: фенотипирование растений, гиперспектральная съемка, мониторинг урожая, точное земледелие, Rapixel

1. Что такое фенотипирование растений?

Фенотипирование растений — это количественная оценка структуры, физиологии, роста, урожайности и реакции на стресс растений. Традиционные подходы в значительной степени основаны на ручных измерениях и деструктивном отборе проб, что делает их трудоемкими и непригодными для крупномасштабных исследований.

Современные высокопроизводительные системы фенотипирования (ВТФ) используют визуализацию, датчики и автоматизацию для проведения неразрушающих, быстрых и воспроизводимых измерений. Захватывая такие параметры, как цвет листьев, структура листового покрова, содержание воды и питательный статус, исследователи и производители могут получить ценную информацию о состоянии растений в различных условиях.

Решение для фенотипирования растений

2. Гиперспектральная съемка — взгляд за пределы видимого мира

Гиперспектральная визуализация (ГСИ) объединяет возможности пространственной и спектральной информации. В отличие от стандартных RGB-камер, ГСИ регистрирует данные об отражательной способности или пропускании в сотнях длин волн — от видимого до ближнего инфракрасного или коротковолнового инфракрасного диапазона — выявляя химические и физиологические свойства, невидимые человеческому глазу.

Основные преимущества фенотипирования растений:

  • 🌱 Неразрушающий анализ – измерение содержания хлорофилла, питательных веществ и влаги без повреждения образцов.
  • ⚙️ Высокопроизводительное сканирование – идеально подходит для крупномасштабных автоматизированных рабочих процессов фенотипирования.
  • 🧠 Раннее выявление стресса – обнаружение засухи, дефицита питательных веществ или заболеваний задолго до появления видимых симптомов.
  • 📊 Количественная оценка – Вывод индексов (например, NDVI, PRI) или передача данных в модели машинного обучения для точного анализа.

Благодаря своей способности «видеть за пределами цвета», гиперспектральная визуализация стала краеугольным камнем селекции нового поколения, исследований сельскохозяйственных культур и точного земледелия.

3. Гиперспектральные решения Rapixel для фенотипирования растений

Компания Rapixel предлагает гибкие, экономичные и высокоэффективные гиперспектральные системы визуализации, разработанные специально для фенотипирования растений, селекции и сельскохозяйственного мониторинга. Наши системы легко интегрируются в лабораторные установки, автоматизированные линии теплиц или полевые платформы на базе дронов.

🌿 Rapixel iRb10UVN36KM-2 (ВНИР 400–1000 нм)

  • Основные характеристики: высокочувствительный CMOS-сенсор и сверхнизкошумная оптическая схема; поддержка высокоскоростной линейной развертки.
  • Идеальные области применения: картирование содержания хлорофилла, спектроскопия отражения листьев, индексы растительности в видимом и ближнем инфракрасном диапазоне (NDVI, PRI).
  • Варианты интеграции: исследования в теплицах, конвейерные или рельсовые системы фенотипирования, автоматизированные платформы для скрининга.
  • Технические преимущества: Бесперебойная работа с запатентованными алгоритмами калибровки и коррекции Rapixel для точного выравнивания пикселя и спектра.

🌾 Rapixel iRb17CSW04KM-1/2/3 (SWIR 900–1700 нм)

  • Основные характеристики: Детектор на основе InGaAs с высоким динамическим диапазоном; доступен в трех конфигурациях для различных требований к разрешению и частоте кадров.
  • Идеальные области применения: анализ влажностного стресса, выявление дефицита питательных веществ (NPK), контроль зрелости семян, характеристика внутренних тканей.
  • Варианты интеграции: станции высокопроизводительного фенотипирования, лаборатории анализа качества, полевой мониторинг с использованием дронов или портальных установок.
  • Технические преимущества: Отличное соотношение сигнал/шум и стабильность в условиях переменного освещения.

🌱 Пример комбинированного приложения

Комбинируя iRb10UVN36KM-2 и iRb17CSW04KM-1/2/3 , исследователи могут обеспечить полный спектр излучения от видимого до ближнего инфракрасного диапазона для всестороннего анализа растений. Такие системы позволяют:

  • Многомерное спектральное сканирование для оценки состояния здоровья и физиологии растений.
  • Мониторинг временных рядов для регистрации динамических реакций на стресс.
  • Моделирование с использованием машинного обучения для прогнозирования зависимости урожайности от признака.
  • Неразрушающий высокопроизводительный скрининг для исследований в области селекции и устойчивости к стрессовым факторам.

Благодаря этим интегрированным решениям для гиперспектрального фенотипирования компания Rapixel позволяет исследовательским группам и агропредприятиям сопоставлять данные о фенотипе, генотипе и окружающей среде, преодолевая разрыв между результатами лабораторных исследований и реальными сельскохозяйственными приложениями.

4. Основные сценарии применения

1. Селекция и отбор по признакам

Быстро получайте гиперспектральные профили различных генотипов для отбора высокоурожайных, стрессоустойчивых или высококачественных сортов с использованием спектральных индексов и анализа на основе искусственного интеллекта.

2. Мониторинг уровня стресса и состояния здоровья

Обнаружение засухи, засоления почвы, повреждений от вредителей или дефицита питательных веществ путем анализа спектральных изменений — идеально подходит как для контролируемых условий, так и для полевых систем БПЛА.

3. Отслеживание роста и прогнозирование урожайности

Отслеживайте фенологические стадии на протяжении всего цикла роста и сопоставляйте спектральные данные с показателями урожайности и качества для принятия решений на ранних этапах.

4. Интеллектуальное земледелие и цифровое сельское хозяйство

Интегрированная с IoT и граничными вычислениями, гиперспектральная съемка поддерживает управление орошением, внесением удобрений и состоянием урожая в режиме реального времени в цифровых сельскохозяйственных экосистемах.

5. Ключевые аспекты гиперспектрального фенотипирования

  • Определите четкие цели: фенотипирование в масштабах исследования, селекционные испытания или полевое наблюдение.
  • Выберите соответствующий спектральный диапазон: VNIR для анализа характеристик поверхности; SWIR для анализа влажности и химического состава.
  • Автоматизируйте сбор данных: используйте в сочетании с конвейерами, портальными системами или дронами для высокопроизводительных рабочих процессов.
  • Конвейер обработки данных: Используйте инструменты калибровки и машинного обучения Rapixel для извлечения признаков и прогнозного моделирования.
  • Обеспечение контроля качества: поддерживайте постоянные параметры освещения, расстояния и съемки для получения воспроизводимых результатов.

6. Почему стоит выбрать Rapixel?

Компания Rapixel, являясь ведущим поставщиком технологий обработки изображений и спектральных технологий, предлагает комплексные решения для сельскохозяйственных исследований, фенотипирования растений и интеллектуальной селекции:

  • Индивидуальная разработка аппаратного обеспечения и системная интеграция.
  • Автоматизированные платформы для сбора данных и управления движением.
  • Передовое программное обеспечение для спектрального анализа и моделирования.
  • Техническое обучение, консультации и долгосрочная поддержка.

Независимо от того, являетесь ли вы научно-исследовательским институтом, агротехнологическим стартапом или предприятием, занимающимся точным земледелием, гиперспектральные решения Rapixel позволят вам получать более глубокие аналитические данные, принимать более быстрые решения и повышать эффективность исследований.

7. На пути к будущему фенотипирования

Сельское хозяйство и растениеводство вступают в эпоху, основанную на данных . Благодаря гиперспектральной съемке исследователи и фермеры могут выявлять стресс у растений, прогнозировать потенциальную урожайность и оптимизировать управление задолго до появления визуальных признаков.

В компании Rapixel мы являемся движущей силой этой трансформации — перенося передовые технологии спектрального зрения из лаборатории в полевые условия и помогая сельскому хозяйству развиваться в направлении большей интеллектуальности, эффективности и устойчивости.

Последние новости

В этом разделе пока нет содержимого. Добавьте содержимое в этот раздел с помощью боковой панели.