高通量作物表型监测:育种和精准农业发展的加速器

表型是研究"基因型-表型-环境"作用机制的重要桥梁,研发具有自主知识产权的作物表型监测平台对于加速育种进程和辅助精准农业监测具有重要意义。Crop 3D表型监测系统以水稻和玉米等主要粮食作物为研究对象,实现了多尺度、多时序作物全生育期的生长动态监测,为育种提供了重要数据支撑。文章首先综述了国内外关于表型平台的研究进展,进而介绍了Crop 3D系统平台的主要研究进展,最后对未来表型研究的方向进行了展望

无人机在生物多样性遥感监测中的应用现状与展望

近十年,无人机平台由于其灵活机动、成本低等优势在植被生态调查、资源环境监测、生物多样性保护等领域逐渐兴起。本文从生物多样性遥感监测应用角度首先介绍了无人机分类系统,为具体工作开展过程中如何选择合适的载体和传感器提供了参考;继而总结了不同类型无人机的适用性及其可搭载传感器的用途与区别。在此基础上,针对无人机平台的高精度遥感信息具体应用案例,就反映生物多样性变化并揭示其驱动机制方面的无人机遥感直接和间接指标的相关研究进展展开阐述。最后,就目前无人机遥感技术在生物多样性监测领域的应用中存在的限制,如软硬件结合匹配程度不够、部分设备过于昂贵、法律法规不完善、与传统生物多样性监测手段结合较弱等问题进行探讨。我们认为:无人机遥感技术可以很好地弥补地面监测与航天、卫星遥感之间的尺度空缺,更好地将监测点上的结果以准确、可靠的推绎方法扩展到区域尺度供决策分析使用。今后迫切需要进一步加大生物多样性近地面遥感监测项目建设的实施力度,从整体上提高生物多样性热点区域应对变化的分析预警能力

Crop 3D—基于激光雷达技术的作物高通量三维表型测量平台

作物表型测量技术发展的滞后已成为当前育种领域的发展瓶颈,高通量的精确表型测量有助于加速育种进程.激光雷达是一种新兴的主动遥感技术,能够精确获取作物的空间形态数据,在高通量作物表型监测中有广阔应用前景.然而,目前我国基于激光雷达技术的作物表型监测仍存在较大空白.因此,本课题组自主研发了一套以激光雷达为主,集成高分辨率相机、热成像仪、高光谱成像仪等传感器的高通量作物测量平台—Crop3D.与传统作物表型测量技术相比,Crop 3D优势在于能够通量化同步地对作物各生长时期进行多源表型数据的获取并提取株高、株幅、叶长、叶宽、叶倾角和叶面积等参数,可为植物生物学和基因组学分析提供数据支持.本文重点对Crop 3D平台的整体规划设计、传感器集成、运行模式及平台获取的表型参数做了详细描述,并对其潜在应用领域做了简要探讨.本课题组认为,激光雷达与传统表型测量技术相结合的集成型平台有望成为未来作物表型参数获取的趋势所在

激光雷达在森林生态系统监测模拟中的应用现状与展望

激光雷达是一种新兴的主动遥感技术,能够在多重时空尺度上获取森林生态系统高分辨率的三维地形、植被结构参数.其对森林生态系统变化的精确、高效监测和模拟在认识这些变化如何影响陆地生态系统碳循环、全球气候变化,并促进生物多样性保护方面将发挥重要作用.本文拟对激光雷达技术的概念和发展应用简史作一介绍,通过分析其在数字地形产品生成、森林生态参数提取反演应用中的主流算法和优势,继而阐明其推广应用所面临的挑战,最后指出未来激光雷达技术在生态学应用中可能的研究热点.本文认为,构建集太空、天空、地面多源传感器于一体的数字生态系统是未来生态系统观测网络发展的必然趋势,而激光雷达技术能够在数字生态系统建设过程中搭建可靠的数据支撑体系,最终有助于决策部门调控、优化人与环境关系,实现二者和谐共存