Hiphen采访国际知名植物表型专家Fred Baret教授

Hiphen公司采访 Fred Baret教授-国际知名植物表型专家以及CAPTE负责人。

 

Hiphen公司CEO Alexis对来自INRA EMMAH的Frédéric Baret 教授进行了采访，探讨了利用UAV可计算的植物表型性状和指标。

 

 

Baret教授解释了可将表型性状分为3类：

–结构性状;

–生物物理性状;

–植病性状。

第一个结构性状，研究者确实测量与冠层结构相关的性状，如叶片数量或可转换为生物量的作物截获的光量。

第二个性状，研究目的在于鉴别植物生物化学成分，例如叶绿素含量，因其与植物氮元素吸收密切相关。

第三个性状，植病症状与植物胁迫可利用不同方法测量，了解作物是否生长在良好条件下，如一些胁迫因子如水或热胁迫限制其发育。

 

 

Hiphen公司研发计算了多种方法计算性状，在CAPTE项目中持续进行改善，从而提供系列强劲具有高价值性状和指标，同时随着技术进步或客户要求，不断开发计算出新性状。

 

表: 传感器、变量以及相关农艺性状（Fred Baret courtesy UMT CAPTE）

 

Fred是农业遥感博士（巴黎第十一大学），法国农业科学院（INRA）研究员。他组建并领导由近20名成员组成的UMT-CAPTE研究团队，指导过40余名博士研究生和博士后，发表论文220篇（H = 47, Web of Science）。

他主持了多项欧盟和法国项目：1）开发了多个尺度上（土壤，叶片和冠层）的光传输模型及相关生理生态指标的反演算法；2）开发了多个应用于卫星（CYCLOPES, GEOV1, GEOV2, GEOV3），航空和近距离遥感数据分析的反演算法。

此外，他积极参与了卫星产品的验证工作，领导了CEOS/LPV工作组。近年来，他将自己的研究拓展到高通量作物表型和水分胁迫监测，负责法国PHENOME项目表型方法开发。具体而言，就是将物联网、田间机器人和无人机等应用于田间表型监测，并开发相应的与包括水分胁迫数据分析方法；其团队成员在Fred Baret研究员指导下在法国开展田间作物表型研究。开发了基于RGB图像的小麦萌芽期田间密度和分布方式的自动估算方法。开发了小麦三维结构功能模型表型监测模块，可以实现对无人机或田间机器人搭载的RGB，LiDARP或者多光谱监测的模拟。进而，构建了基于小麦结构功能模型监督的表型数据分析框架，并提出了高通量的小麦叶面积指数、冠层结构动态、叶绿素及水分胁迫相关指标等的估算方法。

 

Hiphen公司是目前室外表型和近地遥感研究较先进的企业。Hiphen提供一系列传感器以及硬件系统，广泛应用于室外高通量植物表型研究以及近地遥感研究。公司专门开发出的云数据处理平台可自动对田间图像进行处理，并对一系列性状自动测量。通过Hiphen公司协助，可对数据自动进行解读，Hiphen公司作物生理学和作物建模领域的丰富经验将协助您将表型与基因型进行关联。

 

Phenomobile移动式植物表型成像分析平台户外植物表型成像分析专门设计，采用手工推动或马达脚轮驱动方式，方便大型温室内或户外不同区域间移动使用，较大地提高了载样方便性和使用效率，所采用传感器为适应户外使用传感器，可在自然光条件下对植物样品进行成像分析，Phenomobile标配包括4个功能模块：多光谱成像模块、3D激光扫描三角测量、RGB 3D成像测量、高光谱成像模块，以提供完备的作物表型3D建模与成像测量分析。

 

 

全自动植物表型成像机器人系统Phenomobile

 

该Phenomobile植物表型成像车为法国Hiphen公司自主研制，专有软件分析系统，是自动化程度较高、较先进的高通量田间表型成像系统。

 

系统设计可在2.5m宽通道运行，远程聚焦可达12m，可向各个方向移动，测量头高度可在1.0-4.5m之间进行调整。Phenomobile可沿微型田块按照预设轨迹运行，因彩页了RTK GPS定位，精度可达厘米级。

 

技术参数

 

 

田间多光谱表型测量平台

 

 

Hiphen田间物联网IoT是无线传感器的独特组合，用于不间断监控植物和环境状态。Hiphen解决方案之一就是实现田间试验的实时监控。土壤和环境条件是植物生长的重要因素，Hiphen的IoT系统设计了各种传感器，包括气象、土壤条件、PAR以及RGB图像，数据15分钟传输一次。日常数据和图像由田间IoT传感器采集，图像处理后，获得的有价值变量用于试验决策支持。变量以易于解读的图表在Hiphen科学网站界面上显示，每天进行更新。

 

以下是采用该IoT系统对西红柿NDVI植被指数、土壤湿度、土壤温度等进行监测的实例

 

 

 

Airphen遥感植物表型分析平台搭载Airphen多光谱相机、RGB成像、红外热成像等单元组成的近地遥感植物表型成像分析平台，可与地面Hiphen IoT、地面环境遥感平台等组合使用，从叶片水平到冠层水平，全面、高通量、无损伤观测分析植物表型。

 

 

 

 

 

该便携式高效率植物表型成像系统集成有多个表型传感器，重量轻、系统功能强大，可快捷、便携进行植物田间表型研究，这组传感器提供了广泛的传感配置，系统标配RGB可见光和多光谱数据 ，以适应农作物的特异性。配置灵活光照系统，多项参数输出，多种植被指数、LAI计算、叶绿素含量计算、植物计数、器官计数等，系统配有自动设置，备选2种地理信息设置，数据获取界面友好，从而进行有效表型数据处理。该系统标配高分辨率RGB成像模块以及多光谱表型成像模块，通过配置的可调支撑杆，植株测量高度可达3m。

 

系统配有肩背电池，系统工作时间可达10个小时。系统还可添加RTK定位系统，测量规划科通过平板或计算机界面进行设置，所有的传感器都连接在一个采集盒上，这个采集盒可以触发摄像头，存储数据，并与平板电脑进行通信。平板电脑可以通过用户友好的图形界面定义测量场景。测量场景描述每个传感器的配置、试验计划和每个小区中的测量数量。这样可以在现场轻松使用，并确保正确引用每个获取的图像和元数据。 单个电池为所有摄像机和采集盒供电，从而保证了全天疾病检测的电源。所有采集数据与高通量表型采集设备获取数据兼容，可用于云数据平台如cloverfield的数据分析。

 

作为世界先进多光谱成像系统Hiphen公司中国区总代理和技术中心，博普特将全面负责其系列产品在中国市场的推广、销售和售后服务。