植物表型平台近年在高校与农科院的采购清单上出现得越来越频繁,但很多用户在RGB三维成像与高光谱成像之间摇摆。两者的分工其实很清晰:RGB三维回答"长成什么样"——株高、株宽、投影面积、分枝结构、颜色与纹理;高光谱回答"生理状态如何"——叶绿素、氮素、水分、色素组分等光谱指数。形态筛选选RGB路线,生理与胁迫机理研究选高光谱路线,两个都要就上融合机型。
植物表型成像系统IN-Pheno50是RGB三维路线:三相机多视角成像加旋转载物台,输出23项形态、10项颜色、13项纹理参数并重建真三维模型。同系列IN-Pheno200(高光谱植物表型成像系统)在RGB三维基础上叠加400-1000nm、1200个光谱通道的高光谱成像单元,光谱指数库覆盖生长、叶绿素氮素、色素、水分四大类共50余项指标。两款的形态测量能力相同,差异在生理维度。
| 对比维度 | IN-Pheno50(RGB三维款) | IN-Pheno200(高光谱款) |
|---|---|---|
| 可见光成像 | 3相机(顶部/侧上/侧下),3840×2160,8×光学变倍 | 同款3相机配置 |
| 高光谱单元 | 无 | 400-1000nm,分辨率优于2.5nm,1200通道,1920×1920 |
| 形态参数 | 株高、株宽、投影面积、骨架、分形维数等23项 | 同IN-Pheno50 |
| 光谱指数 | 无 | 生长绿度20项+叶绿素氮素17项+色素衰老11项+水分5项 |
| 荧光蛋白成像 | 不支持 | 支持GFP、YFP、mRFP |
| 称重与环境监测 | 自动称重100-75000g,温湿度监测 | 同左 |
| 通量 | 2D分析最快30秒/株 | 2D分析最快30秒/株,3D与光谱后台流水线 |
| 参考价 | 55万元 | 98万元 |
43万元的价差对应的是整套高光谱单元与50余项光谱指数算法。样品范围两款一致:株高300-1000mm、株宽100-500mm、称重100-75000g。共性能力还包括:图像自适应拍摄方案、箱体温湿度监测、自动称重随行记录、后台3D流水线不阻塞2D采集、中英文双语界面与云端数据同步——这些在两款上都是标配,选型时不必反复比对。
IN-Pheno50的适用对象是以形态与结构表型为核心的用户:种质资源株型筛选、栽培密度试验的冠层结构量化、转基因材料表型确认、园艺植物株形评价。顶部、侧上方、侧下方三台3840×2160相机配合旋转载物台完成多视角采集,超视野时自动多位置成像拼接;23项形态参数(含总骨架长度、分枝级数、平均分枝角度等结构细节)与13项GLCM/LBP/Gabor纹理参数一次输出。3D重建在后台排队执行,不阻塞2D连续采集,2D分析最快30秒/株——上百份材料的批量测量一天内可以完成。自动称重与箱内温湿度随行记录,让生长动态与蒸腾耗水研究有连续数据链。参考价55万元。限制:它不给任何生理成分指数,氮素、水分状态只能通过间接的形态与颜色特征推断。
IN-Pheno200在IN-Pheno50全部能力之上叠加高光谱成像:400-1000nm光谱范围、优于2.5nm光谱分辨率、1200个光谱通道、1920×1920图像分辨率,卤素灯低频闪光源。软件内置指数库按四类组织——NDVI、GNDVI、SAVI等20项生长绿度指标,CIred-edge、NDRE、MTCI等17项叶绿素氮素指标,PRI、ARI、CRI等11项色素与衰老指标,WI与NWI-1~4共5项水分指标——每项指标自带应用注释,光谱伪彩图自动归档。ROI框选可直接提取任意区域的光谱数据与.spe文件,服务精细光谱分析。荧光蛋白成像(GFP、YFP、mRFP)为转基因研究提供叠加能力。侧下方视角还能对植株基部茎秆、分蘖与下部老叶单独成像。参考价98万元。它适合把表型组学与生理诊断合在一个平台上做的团队;只做形态筛选的预算应当留在IN-Pheno50。
种质资源与育种筛選:以形态通量为主,IN-Pheno50的30秒/株与批量队列已够用,光谱需求出现后再升级。
作物生理与农艺研究:氮素、水分、色素动态是核心变量,IN-Pheno200一步到位,形态参数同步获得。
植物保护与逆境机理:胁迫早期常先表现在光谱特征上,高光谱的PRI、PSRI等指标对早期识别更有价值。
园艺与设施农业研究:株形与颜色品质并重时,IN-Pheno50的Lab颜色体系即可支撑;涉及营养诊断再考虑高光谱。
两款系统对控制电脑都有明确要求:Windows操作系统、NVIDIA显卡较低8G显存、运行内存不低于8GB、i5及以上处理器。3D重建与高光谱数据处理对显卡敏感,采购前确认实验室电脑配置或随设备配机。设备为集成化可移动箱体,室内任意位置可摆放;软件一键中英文切换,重启保持。售后执行整机质保12个月、三个月内质量问题包换新机,保修期满后长期维修、配件仅收成本价,来因科技提供实地教学与视频教程培训。
还有两处细节建议在到货前安排好。一是样品周转动线:转盘直径决定单株摆放空间,批量测量时样品进出箱体的节奏直接影响30秒/株这一通量能否兑现,配置周转台与样品托架能明显减少等待。二是数据落盘规范:表型档案包含温湿度、称重、采集时间与全部参数,云端与本地双备份的目录结构提前约定,后续做多批次纵向对比时不用再翻原始文件。
3D模型支持任意缩放旋转平移,可在真三维空间量化株高、分枝角度等结构特征,比二维投影更能还原植株空间构型。
不能直接测。它输出形态、颜色、纹理参数;需要叶绿素、氮素光谱指数时应选IN-Pheno200。
软件内置标准植被指数公式与应用注释,自定义指数需求可与厂家沟通方法开发支持。
植物放置到转盘后自动称重并同步到软件界面,重量数据与表型参数一起写入测量档案,支持连续多日的重量变化追踪。
系统自动评估尺寸并调用多位置成像加图像拼接方案,生成完整植株图像后进入分析流程。
能。3D模型在后台排队生成,不阻塞前端2D连续采集,流水线作业保障批量测量不中断。
支持GFP、YFP、mRFP荧光蛋白成像,可与表型参数同批输出,服务转基因材料评价。
可以。全部表型参数可上传云端存储与调阅,本地端支持单条或批量导出及3D模型视频导出。
要求NVIDIA显卡较低8G显存、内存不低于8GB、i5以上处理器,主要服务3D重建与高光谱数据处理。
IN-Pheno200支持拍摄方案模板化管理,相机高度、俯仰角、变焦与光照参数可保存为预设一键调用,保障批次一致性。
