北京理加联合科技有限公司

LICA United Technology Limited

服务热线: 13910499761 010-51292601
企业邮箱
应用支持 Application Support
News 应用支持

利用近端高光谱成像快速筛选光合参数

日期: 2021-01-15
浏览次数: 115

利用近端高光谱成像快速筛选光合参数


全球气候变化引起的预计人口增长以及土地和农业资源可利用性的压力使未来几十年全球粮食供应的需求增加。提高光合作用能力已成为实现作物增产的目标。目前,测量光合作用的方法是耗时的且具破坏性的,这会减慢鉴定具高光合能力的农作物种质的研究和育种工作。作者在1分钟内收集样地(~2 2 m)向阳叶片像素的高光谱反射率以量化光合作用参数和色素含量。在两个生长季节(2017年和2018年)利用田间生长的经基因改变了光合途径的烟草,建立了8个光合参数和色素性状的预测模型。利用偏最小二乘法(PLSR)分析可见近红外(400-900 nm)光谱相机测得的植物反射像素,预测了Rubisco最大羧化速率(Vc,max,R2=0.79)和最大电子传递速率(J1800,R2=0.59),最大光饱和光合作用(Pmax,R2=0.54),叶绿素含量(R2=0.87),叶绿素a/b(R2=0.63),碳含量(R2=0.47)和氮含量(R2=0.49)。当使用两台400-1800 nm相机时,模型的预测并没有改善,这表明仅使用一台VNIR相机就能实现强大,广泛适用且更具“成本效益”的效果。该分析过程和方法可用于所有作物中,从而提供高通量田间表型筛选,并在田间试验中提高光合性能。


高光谱图像收集

建立基于地面的表型平台(图1),包括两个推扫式高光谱相机。第一台高光谱相机(PIKA II;Resonon)用于采集400 nm到900 nm的光谱辐射(共240个光谱带)。第二台高光谱相机(PIKA NIR;Resonon)用于采集900 nm到1800 nm的光谱辐射(共164个光谱带)。

利用近端高光谱成像快速筛选光合参数

1 基于地面的表型平台,包括两个高光谱相机和一个RGB相机(A),并在冠层顶部安装了可移动的白板(B)。


叶片光谱测量

利用ASD Fieldspec4光谱仪在400 nm至2500 nm范围内原位测量叶片光谱反射率。在可见光和近红外波段(350-1000 nm),光谱分辨率为3 nm,在短波红外(1000-2500 nm)波段,为8 nm。


利用近端高光谱成像快速筛选光合参数

2 高光谱图像分析流程示例。图像以原始数据模式采集,表示为RGB图像(A)。利用K均值聚类算法(B)进行图像分类,以提取所有阳光照射的叶片的像素,并将数字原始数据(D)转换为反射率(C)。计算所有阳光照射的叶片反射率像素的平均值和SDE)。


结果

利用近端高光谱成像快速筛选光合参数

3 性能测试1Vc,maxA),J1800B),叶绿素含量和Chl a:bCCN含量(D),以及性能测试2PmaxϕCO2E的平均光谱反射率。

利用近端高光谱成像快速筛选光合参数

4 地块水平性能测试1中的Vc,maxA),J1800B),叶绿素含量(C),Chla:bD),C含量(E),N含量(F)以及性能测试2中的PmaxG)和ϕCO2H实际观测的与PLSR回归预测的光合参数的比较(使用单台VNIR高光谱相机(459-900 nm))。

利用近端高光谱成像快速筛选光合参数

5 地块水平性能测试1中的Vc,maxA),J1800B),叶绿素含量(C),Chla:bD),C含量(E),N含量(F)以及性能测试2中的PmaxG)和ϕCO2H实际观测的与PLSR回归预测的光合参数的比较(使用VNIR高光谱相机(459-900nm)和NIR/SWIR900-1700 nm)相机)。

利用近端高光谱成像快速筛选光合参数

利用近端高光谱成像快速筛选光合参数

8 不同光谱范围PLAR模型的变量投影重要性(VIP)分数,叶片水平:Vc,maxA),J1800B),叶绿素含量(C),Chl a:bD),C含量(E),N含量(FPmaxG)和ϕCO2H。地块水平的相同性状(I-P)。由于地块水平ϕCO2参数预测的缺乏,因此未显示其模型VIP分数。


击阅读原文

利用近端高光谱成像快速筛选光合参数利用近端高光谱成像快速筛选光合参数.pdf


News / 相关新闻 More
2022 - 12 - 08
文章来源:Picarro Blog在Picarro公司,我们乐于听到研究小组如何将我们的系统运用到他们的项目中。来自圣彼德堡北极与南极研究所(AARI)的安娜·科萨切克(Anna Kozachek)撰写了一篇短文,其中讲述了她的团队如何在南极环航探险 (ACE) 项目中使用Picarro L2130-i和L2120-i的详情。南极环航探险(ACE)由萌睿基金会(ACE Foundation)、瑞士极地研究所(SPI)和俄罗斯圣彼得堡的北极与南极研究所(AARI)共同组织发起。探险队一起登上俄罗斯特列什尼科夫院士(Akademik Tryoshnikov)号考察船。探险队此行的主要目的是环航南极洲,沿着环航路线进行海洋观测和气象观测,同时对亚南极洲和南极诸岛进行陆地观测。探险队从开普敦(Cape Town)出发,将于92天后返航。详细路线图此次探险活动承载着来自七个不同国家和地区的...
2022 - 12 - 06
盐沼是地表过湿或季节性积水、土壤盐渍化并长有盐生植物的地段。滨海盐沼以草本植物为主,沿潮间带延伸,可忍受高盐条件和因涨潮引起的周期性淹水。盐沼植被生产力高,可为许多物种提供繁殖、觅食和越冬的场所。盐沼植被地上生物量(AGB)的估算为监测盐沼生态系统时空稳定性、生产力和地上碳储量提供了有用信息。然而,以往关于AGB的估算研究主要局限于站点水平,且通常基于单一植被类型。与野外地面调查方法相比,遥感(RS)卫星成本低、速度快、范围广,在盐沼植被结构和生物物理指标的空间估计方面更具优势。其中,UAV-LiDAR数据具有较高的时空分辨率,在滨海盐沼三维结构监测中具有很大潜力。然后目前,利用UAV-LiDAR数据估算盐沼植被AGB的研究有限。为了确定滨海盐沼潮沟对植被群落空间分布及其生物量的影响, 来自复旦大学的研究团队在上海崇明东滩滨海湿地(121°54′-121°55′E,31...
2022 - 11 - 18
土壤水力参数,如田间持水量(FC)和永久萎蔫点(PWP),在灌溉管理、干旱风险评估和土地利用规划等方面发挥着重要作用。这些水力特性是动态的,随土壤类型、作物类型和生长季而变化。传统方法估算大尺度水力特性费时费力,而土壤传递函数(PTF)作为一种替代方法,已被用于使用易测量的土壤特性(如土壤粒级、有机碳和容重)来估计土壤水力特性。这些预测参数在很大程度上受各种内在土壤特性如土壤质地、结构、有机质、容重和孔隙度的影响。随着光谱技术的不断发展,因其快速、低成本和无损测量,许多研究者已经利用可见近红外(Vis-NIR)光谱预测了土壤特性,而使用光谱数据绘制印度土壤类型水力特性的研究非常有限。基于此,在本研究中,一组研究团队在印度卡纳塔克邦高原北部地区收集了558个土壤样本,在实验室中测量了其FC, PWP和土壤含水量,并利用ASD FieldSpec光谱仪测量土壤光谱反射率。通过支持向量机、随机森...
2022 - 11 - 14
了解亚热带森林树种的准确信息对于森林可持续管理、生态系统服务评估、生物多样性监测以及生态环境保护至关重要。因此,亟待快速有效的方法对单个树种进行分类。传统的树种地面调查费事、费力、成本高,难以大面积实施。而遥感可以获取较大区域的特征信息。许多遥感数据,如超高分辨率RGB、机载高光谱和雷达数据,已广泛应用于单木分割和树种分类。然而以往都是利用其中一种或两种类型的数据进行研究,综合这三种遥感数据进行树种分类的研究十分有限。基于此,为填补研究空白, 研究者们于2019年8月在中国南方深圳的亚热带阔叶林聚龙山公园(114°23′28′′E,22°43′50′′N)基于UAV LiDAR,高光谱(Resonon Pika L高光谱成像仪)、超高分辨率RGB数据以及地面数据进行单个树种的分类。作者首次开发了watershed-spectral-textural-controlled...
关闭窗口】【打印
Copyright ©2018-2023 北京理加联合科技有限公司
犀牛云提供企业云服务

北京理加联合科技有限公司

地址:北京市海淀区安宁庄东路18号光华创业园5号楼(生产研发)
          光华创业园科研楼四层
电话:13910499761 13910499762 010-51292601
传真:010-82899770-8014
邮箱:info@li-ca.com
邮编:100085

 

地址:深圳市宝安区创业二路玖悦雅轩商业裙楼3层瑞思BEEPLUS 3029室 手机:13910499772

 


 


  • 您的姓名:
  • *
  • 公司名称:
  • *
  • 地址:
  • *
  • 电话:
  • *
  • 传真:
  • *
  • 电子邮箱:
  • *
  • 邮政编码:
  • *
  • 留言主题:
  • *
  • 详细说明:
  • *
在线留言
关注我们
  • 官方微信
  • 官方手机端
友情链接:
X
1

QQ设置

3

SKYPE 设置

4

阿里旺旺设置

等待加载动态数据...

等待加载动态数据...

5

电话号码管理

  • 010-51292601
6

二维码管理

等待加载动态数据...

等待加载动态数据...

展开