在与全球变暖和水资源短缺相关的应用生态生理学研究中，水果水分状况在生鲜食品生产中越来越重要。在本工作中，引入果实水分胁迫指数(fruit water stress index，FWSI)来密切分析果实与气温的关系。采用光探测与测距(LiDAR)传感器和热像仪组成的传感系统对苹果树进行了远程分析。“Gala”)，通过三维点云的方式。对传感器系统进行几何定标后，在相应的三维点云中分配温度值，重建整个冠层的热点云。对标注的水果点进行分割，得到标注的水果点云。果实表面温度的三维分布(TEst)与人工记录的参考温度高度相关(r²=0.93)。作为方法上的创新，在测试的基础上，引入了果实水分胁迫指数(FWSIEst)，与现有的二维热成像获得的作物全冠层水分胁迫指数相比，可能提供更详细的果实信息。与手工参考数据相比，FWSIEst显示出较低的误差。考虑到总共有302个苹果，FWSIEst在这个季节增加了。在商业收获期对50个苹果进行额外的日晒测量，每个苹果每天测量6次(总共600个苹果)。在气温加5℃条件下计算的FWSIEst表现为diel迟滞。这种FWSIEst的日变化和整个果实发育过程中的变化为果实三维时空分析提供了一种新的生态生理工具，特别是更高效，捕获更多样本，洞察作物管理的具体要求。

图1  利用激光雷达和热传感器分析了DAFB153的冠层三维空间温度分布。

图2  (a)原始激光雷达获得的温度(TRaw) (n = 302)， (b)线性回归估计(n = 241) (TEst)和(c)交叉验证结果(TVal) (n = 61)的散点图。所有的测量日期都包括在内，并以不同的颜色标记。

图3  水果水分胁迫指数(FWSI)根据Jones、Irmak和标准化指数计算，考虑到校准的水果表面温度数据(整个数据集的80%，n = 241)在左列(a、B、C)和剩余20%的数据集用于交叉验证的结果(n = 61)在右列(D、E、F)。

图4  FWSII,Est的箱形图(a)和标准化FWSI (FWSIN,Est)的箱形图(b)是根据水果测试数据中测量到的当地maxTfruit和minTfruit计算得出的，考虑到每个测量日期42个苹果，在开花后的几天内的水果发育。

图5  (a)用airT + 5°C (FWSII,Est)计算得出的果面温度差(ΔΤ)与果实水分胁迫指数的关系；(b)对果面温度数据(FWSIN,Est)进行归一化处理，分析开花后4天(DAFB;67、81、132和166)。

图6 (a) FWSII,Est和(b) FWSIN,Est在苹果树内的空间分布。估计FWSI所需的水果温度通过t注释点云远程测量，给出了DAFB153中午左右测量的点云示例。

图7   在9月21日和22日连续测定了两个DAFB152和DAFB153的空气(Ta)和果面温度(TEst)的日变化。

图8  (a)根据Irmak et al提出的CWSI计算的水汽压亏缺(VPD)和FWSI的日变化过程;(FWSII,Est)和(b)按标准化指数(FWSIN,Est)。