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隨著植被三維特征數(shù)字化技術(shù)的發(fā)展和結(jié)構(gòu)精確建模技術(shù)的提升，研究者基于數(shù)字化模型可以實(shí)現(xiàn)更高精度且非破壞性表型特征分析，輔助表型變異、植物功能性狀及對(duì)環(huán)境變化的響應(yīng)研究，并用于探究植物復(fù)雜性狀的遺傳基礎(chǔ)。
南京大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院、地理與海洋學(xué)院及南京林業(yè)大學(xué)生物與環(huán)境學(xué)院聯(lián)合研究組在《生態(tài)學(xué)雜志》發(fā)表論文，報(bào)道了基于地基激光雷達(dá)點(diǎn)云的植被表型特征測量。
研究以加拿大一枝黃花（Solidago canadensis L.）為對(duì)象，在培養(yǎng)過程中利用地基激光雷達(dá)掃描系統(tǒng)（terrestrial LiDAR scanning，TLS）對(duì)實(shí)驗(yàn)植株進(jìn)行多站掃描和點(diǎn)云融合，實(shí)現(xiàn)對(duì)植株生長過程的連續(xù)觀測。對(duì)于掃描獲取的離散點(diǎn)云，利用多端點(diǎn)三維坐標(biāo)重構(gòu)法獲取植株高度，并基于葉片點(diǎn)云的Delaunay三角網(wǎng)重構(gòu)葉片表面，獲得植株的真實(shí)高度、葉面積、葉傾角和方位角等結(jié)構(gòu)參量。對(duì)比手動(dòng)測量結(jié)果，發(fā)現(xiàn)基于點(diǎn)云重構(gòu)獲得的植株高度與真實(shí)植株高度對(duì)比，二者間相似性的決定系數(shù)為0.991，葉面積、葉傾角、方位角相似性分別為0.989、0.949和0.871；基于TLS點(diǎn)云重構(gòu)法實(shí)現(xiàn)了非破壞性的植物表型測量，能夠獲得高精度的植物表型特征；多時(shí)相掃描能精確監(jiān)測植物生長過程的表型特征變化。
本研究可以為精細(xì)尺度上植物性狀信息的精確反演研究提供參考。
圖1 實(shí)驗(yàn)場地布置
圖2 點(diǎn)云數(shù)據(jù)去噪
圖3 葉片點(diǎn)云數(shù)據(jù)封裝優(yōu)化
圖4 激光雷達(dá)獲取的植物各表型數(shù)據(jù)
圖5 葉片表型點(diǎn)云計(jì)算結(jié)果與實(shí)測結(jié)果的對(duì)比
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