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系統(tǒng)簡(jiǎn)介：

CX/powertwo熒光激光雷達(dá)系統(tǒng)是林業(yè)資源調(diào)查中獲取林木表型的以及農(nóng)業(yè)遙感應(yīng)用的重要手段。傳統(tǒng)的激光雷達(dá)通過(guò)測(cè)量反射光的飛行時(shí)間獲得距離信息,，并可得到反射光的強(qiáng)度信息,，結(jié)合旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)最終獲得點(diǎn)云。本系統(tǒng)結(jié)合激光誘導(dǎo)熒光技術(shù),、激光雷達(dá)技術(shù)與推掃式掃描技術(shù),，實(shí)現(xiàn)了熒光多光譜點(diǎn)云的獲取。該系統(tǒng)可應(yīng)用于植物表型探測(cè),、枝葉分割,、地上生物量計(jì)算,、脅迫探測(cè)、葉綠素分布探測(cè),、葉面積指數(shù)探測(cè)等科研與教學(xué)領(lǐng)域,，為用戶提供相較一般激光雷達(dá)更新更豐富的數(shù)據(jù)。

熒光激光雷達(dá)系統(tǒng)科研使用場(chǎng)景：

1）植物表型探測(cè)：熒光激光雷達(dá)可以獲得三維熒光點(diǎn)云,，從而在獲得植物形狀結(jié)構(gòu)參數(shù)的同時(shí),，通過(guò)多光譜熒光數(shù)據(jù)獲得特征組份與生理參數(shù)的三維空間分布。

2）枝葉分割：傳統(tǒng)的枝葉分割基于點(diǎn)云的空間位置與強(qiáng)度,，需要匹配負(fù)責(zé)的算法,，魯棒性不強(qiáng)。由于枝葉的葉綠素含量相差較大,，而熒光多光譜點(diǎn)云與葉綠素?zé)晒庹嚓P(guān),，因而通過(guò)熒光點(diǎn)云可以很容易的實(shí)現(xiàn)枝葉分離，且結(jié)果穩(wěn)定可靠,。

3）地上生物量計(jì)算：在使用激光雷達(dá)進(jìn)行地上生物量檢測(cè)時(shí),，需要排除樹葉點(diǎn)云的影響。熒光激光雷達(dá)可以準(zhǔn)確地排除樹葉點(diǎn)云,，不需要人工剪除樹葉,，實(shí)現(xiàn)了生物量的無(wú)損檢測(cè)。

4）脅迫探測(cè)：各種脅迫下葉綠素的熒光響應(yīng)一直是植物表型領(lǐng)域的研究熱點(diǎn),。熒光激光雷達(dá)可以獲取各點(diǎn)的多通道熒光強(qiáng)度,，并可以定制程序?qū)崿F(xiàn)定時(shí)自動(dòng)掃描記錄，為脅迫探測(cè)提供高通量解決方案,。

5）葉綠素分布探測(cè)：本熒光激光雷達(dá)實(shí)現(xiàn)的多通道熒光,，可以定性得到葉綠素濃度相對(duì)分布，并可通過(guò)標(biāo)定獲得絕對(duì)濃度分布的測(cè)量,。

6）葉面積指數(shù)探測(cè)：在枝葉分離的基礎(chǔ)上,，通過(guò)對(duì)點(diǎn)云數(shù)據(jù)的計(jì)算與疊加，實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確葉面積指數(shù)的探測(cè),。

教學(xué)使用場(chǎng)景：

1）形態(tài)結(jié)構(gòu)測(cè)量教學(xué)：在林業(yè)資源調(diào)查中,，傳統(tǒng)植物形態(tài)結(jié)構(gòu)測(cè)量需要通過(guò)人工方式，使用卷尺等傳統(tǒng)工具測(cè)量植株的高度,、胸徑,、地上生物量等參數(shù)。對(duì)于較高的林木,，往往需要使用胸徑乘以一定系數(shù)進(jìn)行估算,，因而會(huì)引入誤差；對(duì)于地上生物量的測(cè)量,，需要對(duì)植物進(jìn)行破快性測(cè)量,，在教學(xué)時(shí)只能對(duì)測(cè)量過(guò)程進(jìn)行描述,。熒光激光雷達(dá)可以獲得林木的熒光點(diǎn)云。通過(guò)對(duì)點(diǎn)云的處理,，可以獲得不同高度的胸徑、植株的高度,。對(duì)生物量進(jìn)行測(cè)量時(shí),，可以引入枝葉分割算法，通過(guò)點(diǎn)云的多光譜熒光特性方便的將樹葉點(diǎn)云去除,，留下枝干點(diǎn)云進(jìn)行計(jì)算最終得到體積,。教學(xué)過(guò)程包括多點(diǎn)數(shù)據(jù)采集、降噪,、點(diǎn)云匹配,、枝葉分離、數(shù)據(jù)擬合,、計(jì)算等過(guò)程,，培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手實(shí)驗(yàn)?zāi)芰εc數(shù)據(jù)處理能力。

2）脅迫熒光檢測(cè)探索教學(xué)：葉綠素?zé)晒馐且环N常見(jiàn)的植物表型檢測(cè)方式,。通過(guò)葉綠素?zé)晒獾淖兓梢蕴剿髦参镌谌彼?、缺氮、缺光照等脅迫條件下的反應(yīng),，從而建立表型與脅迫預(yù)測(cè)模型,。本系統(tǒng)可以同時(shí)獲取點(diǎn)云信息與熒光信息，可作為學(xué)生探索植物不同因素脅迫時(shí)的檢測(cè)工具,，應(yīng)用于一些脅迫反應(yīng)的驗(yàn)證與新脅迫反應(yīng)的探索,。

系統(tǒng)特點(diǎn)：

1） 同時(shí)獲取三維點(diǎn)云與RGB三通道熒光點(diǎn)云；

2） 采用推掃式結(jié)構(gòu),，單次對(duì)一個(gè)平面進(jìn)行探測(cè),，角分辨率較128線激光雷達(dá)可以高1個(gè)數(shù)量級(jí)；

系統(tǒng)指標(biāo)：

應(yīng)用案例：

1）對(duì)1米外的綠蘿進(jìn)行掃描，使用R通道與B通道比值進(jìn)行展現(xiàn),，可以看出綠蘿的三維形貌得到了很好的還原,，同時(shí)可以通過(guò)點(diǎn)云的R/B通道強(qiáng)度定量觀測(cè)葉綠素分布。

2）對(duì)1米外的棕竹進(jìn)行掃描,，使用R通道與B通道比值進(jìn)行展現(xiàn),，可以看出棕竹的三維形貌得到了很好的還原,，同時(shí)通過(guò)給R/B通道強(qiáng)度設(shè)定閾值，即使棕竹的點(diǎn)云非常雜亂緊密,，也可以很方便的區(qū)分出葉與枝的點(diǎn)云,。

3）對(duì)7米外的柚子樹進(jìn)行掃描，可以看出樹干,、樹葉,、柚子的點(diǎn)云其熒光表現(xiàn)各不相同，通過(guò)設(shè)定閾值可以做到很好的區(qū)分,。