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基于地面激光雷达的小麦分蘖数计数方法

基于地面激光雷达的小麦分蘖数计数方法

  • 分类:植物表型资讯
  • 作者:PhenoTrait
  • 来源:本站
  • 发布时间:2020-11-14 06:10
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【概要描述】

基于地面激光雷达的小麦分蘖数计数方法

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单位面积分蘖数是决定产量的主要农艺性状之一。对该性状的实时评估有助于监测小麦群体生长,或作为作物育种筛选品种的主要表型指标。然而,分蘖数的确定通常依赖于复杂的人工计数。本文提出了一种基于地面激光扫描(TLS)数据的田间分蘖密度自动计数算法。该算法包括两个步骤:(1)使用自适应分层(AL)算法进行聚类分割,(2)使用层次聚类(HC)算法进行聚类间分蘖检测。

 

基于TLS数据的分蘖数估计方法(ALHC)的工作流程

 

在中国江苏省如皋和徐州的两个生态点进行了三次田间试验,用20个不同的小麦品种、3种氮水平和两种种植密度对算法进行了验证。结果表明,该算法在不同品种、不同年份、不同生育期、不同种植密度和不同生态位点上都具有良好的应用前景。2016-2017年如皋、徐州和2017-2018年如皋的检验表明,该算法对小麦分蘖数的估计回归系数(R2)分别为0.61、0.56和0.65。总之,ALHC的分蘖计数通常低估了分蘖数,在植株密度较低、株型紧凑和拔节期的数据中表现得更好,这些数据与植株之间和浓密冠层内部的重叠和噪声有关。

 

算法示例

 

综上所述,本文提出的自动分蘖算法充分利用了作物的三维信息,开发了一种适合田间环境的自动分蘖计数方法。

 

试验a、b、c试验c的分蘖数估计结果

 

来源:

Fang Y, Qiu X, Guo T, et al. An automatic method for counting wheat tiller number in the field with terrestrial LiDAR. Plant Methods volume. https://doi.org/10.1186/s13007-020-00672-8.

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