根係分析係統介紹

kaiyun开云真人研發的植物根係分析係統（含GXY-A/B係列及根係原位監測係統），是一套集高精度成像硬件與(yu) AI圖像解析算法於(yu) 一體(ti) 的國產(chan) 科研級根係表型分析平台，用於(yu) 植物根係形態學參數、拓撲結構及根瘤共生關(guan) 係的定量測定。

一、係統構成與(yu) 工作原理

硬件組成

成像單元：標配雙光源透掃掃描儀(yi) 或2200萬(wan) 像素級專(zhuan) 用高拍儀(yi) （含可調背光板、防反光壓板），確保根係無陰影均勻成像；原位監測型另配顯微攝像模組或CMOS傳(chuan) 感器。

控製與(yu) 標定：內(nei) 置像素—物理尺寸自動標定模塊，配合暗箱屏蔽環境光幹擾。

軟件平台：搭載專(zhuan) 用根係分析軟件，支持本地運算及"指尖耕耘"雲(yun) 平台數據同步。

工作原理

將經清洗處理的離體(ti) 根係平鋪於(yu) 掃描麵/拍攝台，或借助微根管（Minirhizotron）對原位根係連續采集圖像；軟件采用計算機視覺與(yu) 深度學習(xi) 分割算法，自動將根係從(cong) 背景中二值化分離，通過像素映射換算為(wei) 實際物理量，提取形態與(yu) 拓撲參數。

二、核心分析功能

根係分析功能：

1、拓撲分析：能自動進行根係的拓撲分析，自動確定根的連接數、長度、體(ti) 積等參數，可自動區分側(ce) 根等級自動分析主根或任意一支側(ce) 根的參數等，根係等級分為(wei) 6級，使根係分析更加準確；

2、連接分析：可分析準確分析根係內(nei) 各根段的角度關(guan) 係；

3、分段測量：可通過直徑、投影麵積、表麵積、體(ti) 積和長度進行根係分段和分檔，並可自定義(yi) 進行分檔設置，自動測量各直徑段長度、投影麵積、表麵積、體(ti) 積等，及其分布參數，並輸出數據直方圖，實現數據可視化

4、智能校正，結果更精準：可對根係進行合並分叉、刪除連接、合並根尖、斷開連接、毛刺去除、主根修正、側(ce) 根修正、根粗修正等校正，可操作性強；

5、自動剔除雜點：通過設定像素值剔除雜點，凸顯目標根係輪廓；

6、自動標定：用戶輸入掃描像素後，軟件自動換算實際長度；

7、個(ge) 性化顯示，觀察更輕鬆：支持對圖片分析的參數進行勾選設置，可用不同顏色顯示出根係的端點、關(guan) 節點、連接線段、主根、1-6級側(ce) 根和低級側(ce) 根，便於(yu) 檢測中的直觀顯示與(yu) 區分；

8、圖片二值化：調整圖片灰度對比，更好分割根係和調整背景，使分析結果更準確；

9、還原至初始圖片：可將分析或操作後的圖片還原為(wei) 剛打開時的狀態；

10、目標區域分析：可手動選擇想要測定的目標區域，隻對選定的目標區域進行分析，分析更加靈活，增加數據準確性。

一鍵分析多項參數：一鍵操作，精準獲取根總數、根尖數量、根總長、根平均直徑、根總投影麵積、根總體(ti) 積、R/G/B、RHS、總連接點數、端點、關(guan) 節點、連接點數、分叉數、交疊數、盒維數等多項參數；

軟件加密、數據更安全：采用動態二維碼+密碼狗加密，登記具體(ti) 使用單位的信息，防止jia密狗的丟(diu) 失；

大批量全自動分析：單次可批量分析100張以上圖片，自動保存分析結果，省時省力；

數據自動保存：可隨時暫停或繼續分析數據，數據進度自動保存；

數據導出表格化：將圖片或數據導出至文件夾，數據可導出Excle格式追加至文件夾下方；

自帶指尖耕耘手機app與(yu) 雲(yun) 平台：多平台共享數據，可實時查看與(yu) 導出；多平台備份數據，長期保存不防丟(diu) 失

三、典型應用領域

植物生理與(yu) 生態學研究：根係構型建成、細根周轉、根係–土壤互作機製解析。

作物遺傳(chuan) 育種：水稻、小麥、玉米、大豆等種質資源根係性狀關(guan) 聯分析與(yu) 優(you) 異基因型篩選。

抗逆與(yu) 脅迫研究：幹旱、鹽堿、重金屬汙染條件下根係形態及活力變化的量化評估。

農(nong) 林與(yu) 環境修複：植被根係固土能力評價(jia) 、植物修複潛力篩選及生態恢複監測。

精準農(nong) 業(ye) 管理：依據根係構型特征優(you) 化種植密度、灌溉深度與(yu) 施肥方案。

四、學術價(jia) 值評述

托普雲(yun) 農(nong) 根係分析係統以國產(chan) 化軟硬一體(ti) 方案取代傳(chuan) 統人工格網測量，克服了主觀誤差大、通量低、參數維度單一的局限，使植物地下部表型從(cong) 定性描述進階為(wei) 亞(ya) 像素級定量解析，是當前植物根係形態學與(yu) 表型組學研究中具備代表性的本土化實驗裝備。

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