《表1 用于林木表型信息采集的成像技术》

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《表型技术在林木育种和精确林业上的应用》

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近年来，在科研需求的驱动和技术方法快速发展的背景下，表型数据也从形态结构特征扩展到了发育特性、体内和体表的理化和生化特征。当前已经具备进行高精度、高通量、多生境、多维度、精准和经济的植物表型数据获取和解析的必要性和可行性（赵春江，2019）。传感器成像技术的问世，让现代表型信息采集的批量化、高效化、自动化、精确化和无损式成为可能（Tardieu et al.，2017）。用来捕捉场景的电子设备被称为成像传感器，传感器成像技术是通过光与植物之间的相互作用（如反射光子、吸收光子和透射光子）来定量地测量林木性状。植物细胞和组织的每个成分具有特定波长的吸收、反射和投射特性，例如，叶绿素主要吸收可见光的红、蓝光谱区域的光子，水主要吸收短波长，纤维素吸收光子的范围在2 200～2 500 nm（Li et al.，2014）。健康植物与电磁辐射的相互作用（如吸收、反射、发射、传输和荧光）与受感染植物的相互作用不同。电磁辐射与植物叶片的相互作用随辐射波长的变化而变化，由于光活性色素（叶绿素、花青素和类胡萝卜素）在可见光波段具有很强的吸收能力，所以冠层的反射率较低。成像技术对于检测树木表型特性非常有效，特别是对于人肉眼无法看到的特性（Nsi et al.，2016）。基于光谱反射信息的植物表型依赖于光与植物冠层相互作用（如反射、传输和吸收）后发出的光的特性。不同波长的成像被用于植物表型的不同方面。漫反射辐射的冠层光谱特征是由可见光（400～700 nm）、荧光（400～500 nm）、近红外（800～2 500 nm）、热红外（700～1 000 000 nm）、高光谱（550～1 750 nm）和雷达（200～1 620 nm）光谱区域中每个波长的反射光强度与被照光强度的比值来描述的（Ge et al.，2016；Thapa et al.，2018；Fahlgren et al.，2015），如表1所示。