
在植物生理生態(tài)與育種研究中,葉面積是評(píng)估光合潛力與生長狀況的基礎(chǔ)指標(biāo)。然而,傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)室掃描儀將研究鎖死在室內(nèi),而人工估測(cè)在田間極不可靠。托普云農(nóng)手持式葉面積儀(YMJ-B)是一套基于機(jī)器視覺與便攜成像的野外作業(yè)工具,旨在將高精度的表型采集從“固定實(shí)驗(yàn)室"延伸至“任意田間地頭"。
一、 設(shè)備定義與核心能力
1、觸摸彩屏:RGB觸摸彩屏,數(shù)據(jù)、圖形雙重顯示,直觀清晰。
2、數(shù)據(jù)圖形化呈現(xiàn):測(cè)量的葉片將直觀呈現(xiàn)葉片輪廓圖像和葉片形態(tài)數(shù)據(jù)指標(biāo)。
3、多種數(shù)據(jù)補(bǔ)償模式:針對(duì)葉形具體情況有“不補(bǔ)償、矩形補(bǔ)償,三角形補(bǔ)償"三種選擇模式,可完善數(shù)據(jù)使計(jì)算結(jié)果更加準(zhǔn)確。
4、支持?jǐn)?shù)據(jù)自動(dòng)采集:可選擇自動(dòng)和手動(dòng)兩種數(shù)據(jù)采集模式,適應(yīng)不同場景測(cè)量。
5、充電、數(shù)據(jù)傳輸二合一:設(shè)備采用Type-C接口,數(shù)據(jù)線連接電腦即可充電和導(dǎo)出excel數(shù)據(jù)表、葉形圖,在電腦端直接處理數(shù)據(jù)。
6、數(shù)據(jù)管理便捷:手機(jī)app可獲取實(shí)時(shí)測(cè)量數(shù)據(jù)和儀器歷史測(cè)量數(shù)據(jù),可單獨(dú)或批量選擇數(shù)據(jù)以excel表格形式導(dǎo)出。
7、傳輸方式多樣、便捷:可支持藍(lán)牙連接手機(jī)app和Type-C連接電腦兩種方式,進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。
8、大容量存儲(chǔ):內(nèi)置儲(chǔ)存區(qū)可儲(chǔ)存最近1000條數(shù)據(jù);擴(kuò)展儲(chǔ)存區(qū)可存儲(chǔ)100萬條以上數(shù)據(jù);可在主機(jī)上直接判定數(shù)據(jù)的有效性,減輕后續(xù)數(shù)據(jù)篩選工作。
9、數(shù)據(jù)防丟失:設(shè)備自動(dòng)保存每次測(cè)量結(jié)果數(shù)據(jù),低電量時(shí)提醒,防止設(shè)備因意外關(guān)閉而數(shù)據(jù)丟失。
10、具有GPS定位功能:邊測(cè)量邊獲取樣品坐標(biāo),明確樣品的對(duì)應(yīng)區(qū)域,方便追尋。
11、無操作時(shí)自動(dòng)關(guān)機(jī):可設(shè)置設(shè)備固定時(shí)間無操作自動(dòng)關(guān)機(jī),節(jié)約電量。
12、續(xù)航能力:配置5Ah鋰電池,滿電狀態(tài)可在田間工作16小時(shí)。
工作原理
勻速掃描葉片,通過光電傳感器計(jì)算面積
高像素?cái)z像頭拍照,AI圖像分割算法計(jì)算
測(cè)量參數(shù)
面積、長度、寬度、周長
面積、周長、長寬比、形狀因子、蟲洞/病斑個(gè)數(shù)
典型精度
±2% (面積)
±1%~2% (面積)
優(yōu)勢(shì)
適合超長葉片(如玉米、甘蔗,支持3m掃描)
適合復(fù)雜葉形(如鋸齒、裂葉)及損傷分析
數(shù)據(jù)管理
Type-C導(dǎo)出Excel,內(nèi)置存儲(chǔ)
Android系統(tǒng),WiFi/4G上傳云平臺(tái),APP聯(lián)動(dòng)
二、 直擊四大科研與田間痛點(diǎn)
痛點(diǎn)1:野外“測(cè)不了"——實(shí)驗(yàn)室設(shè)備無法下地
傳統(tǒng)困境:高精度掃描儀或圖像分析系統(tǒng)必須依賴穩(wěn)定的電源、平整的臺(tái)面以及離體樣本。對(duì)于森林、大田等野外環(huán)境,樣本一旦采摘離體,即失去活體動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)價(jià)值,且無法進(jìn)行原位測(cè)量。
手持儀解法:活體無損測(cè)量。設(shè)備采用一體化手持設(shè)計(jì),內(nèi)置大容量鋰電池(續(xù)航≥16小時(shí)),工作溫度覆蓋-20~60℃。用戶可直接在植株原位進(jìn)行測(cè)量,無需采摘,實(shí)現(xiàn)對(duì)同一葉片從苗期到成熟期的全生育期連續(xù)追蹤,解決野外數(shù)據(jù)采集難題。
痛點(diǎn)2:數(shù)據(jù)“不可靠"——人工估測(cè)誤差巨大
傳統(tǒng)困境:田間常用的方格紙法、長寬系數(shù)法(長×寬×系數(shù))受葉片形狀、蟲洞、病斑影響極大,不同人員操作差異顯著,數(shù)據(jù)無法跨項(xiàng)目比對(duì)。
手持儀解法:機(jī)器視覺量化。系統(tǒng)通過邊緣檢測(cè)算法自動(dòng)識(shí)別葉片輪廓,排除背景干擾。針對(duì)蟲洞、病斑、缺刻,軟件支持手動(dòng)修正與自動(dòng)統(tǒng)計(jì)(如扣除蟲洞面積),將主觀的“描述"(如“葉片輕度受損")轉(zhuǎn)化為客觀的像素級(jí)量化數(shù)據(jù)(如“病斑占比3.2%"),精度穩(wěn)定在±2%以內(nèi)。
痛點(diǎn)3:效率“跟不上"——高通量篩選的瓶頸
傳統(tǒng)困境:人工測(cè)量單日僅能處理數(shù)十至數(shù)百片葉片,且后續(xù)數(shù)據(jù)錄入Excel耗時(shí)耗力,嚴(yán)重制約了大規(guī)模種質(zhì)資源篩選的效率。
手持儀解法:一鍵批量處理。拍照式型號(hào)支持多片葉片同框分析,掃描式型號(hào)支持連續(xù)快速掃描。測(cè)量數(shù)據(jù)自動(dòng)生成結(jié)構(gòu)化表格(含GPS位置信息),并通過Type-C或WiFi直接導(dǎo)出至電腦/云端,數(shù)據(jù)處理效率較人工提升5-10倍,直接匹配現(xiàn)代育種的高通量需求。
痛點(diǎn)4:樣本“對(duì)不上"——海量數(shù)據(jù)與植株失聯(lián)
傳統(tǒng)困境:野外采集的葉片數(shù)據(jù)與具體植株位置對(duì)應(yīng)混亂,后期無法追溯樣本的地理坐標(biāo)與環(huán)境差異。
手持儀解法:地理標(biāo)記與數(shù)據(jù)綁定。設(shè)備內(nèi)置GPS模塊,可在測(cè)量時(shí)自動(dòng)記錄經(jīng)緯度坐標(biāo)。數(shù)據(jù)以“樣本ID+坐標(biāo)+時(shí)間"的形式存儲(chǔ),支持按地塊、按樣方進(jìn)行數(shù)據(jù)追溯與可視化分析,為基因型與環(huán)境互作(G×E)研究提供精準(zhǔn)的空間數(shù)據(jù)支撐。
三、 典型應(yīng)用場景與價(jià)值
| 場景 | 解決的具體問題 | 技術(shù)選型建議 |
| 林業(yè)與生態(tài)調(diào)查 | 測(cè)量高大喬木或野外隨機(jī)分布的葉片,需應(yīng)對(duì)復(fù)雜光照環(huán)境。 | YMJ-B掃描式:適合長條形葉片,對(duì)野外光線不敏感,操作快速。 |
| 育種田間篩選 | 快速鑒定數(shù)千份種質(zhì)材料的葉面積大小及抗病性(病斑擴(kuò)展)。 | YMJ-CHA3拍照式:可分析蟲洞病斑,數(shù)據(jù)直接對(duì)接育種管理系統(tǒng)。 |
| 逆境生理監(jiān)測(cè) | 長期監(jiān)測(cè)同一植株在干旱、鹽堿脅迫下葉面積的動(dòng)態(tài)變化。 | 任一型號(hào):利用活體無損特性,建立時(shí)間序列數(shù)據(jù)。 |
| 教學(xué)與示范 | 學(xué)生需在田間快速獲取直觀數(shù)據(jù),設(shè)備需極簡操作。 | YMJ-B基礎(chǔ)版:操作類似掃碼槍,學(xué)習(xí)成本低。 |
四、 總結(jié)
托普云農(nóng)手持式葉面積儀的核心價(jià)值在于將表型采集的“實(shí)驗(yàn)室精度"帶到了“田間地頭"。它直接針對(duì)野外科研中“樣本難采、數(shù)據(jù)難準(zhǔn)、效率難高"的三大硬傷,通過便攜硬件+智能算法的組合,為農(nóng)林業(yè)科研提供了一種可落地的、國產(chǎn)化的移動(dòng)表型解決方案。對(duì)于從事資源調(diào)查、育種篩選或生態(tài)監(jiān)測(cè)的用戶而言,這是擺脫實(shí)驗(yàn)室依賴、提升野外數(shù)據(jù)質(zhì)量的關(guān)鍵工具。
浙江托普云農(nóng)科技股份有限公司專業(yè)研發(fā)生產(chǎn)供應(yīng)(銷售)手持式葉面積儀,廠家直銷,歡迎新老用戶了解咨詢!
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