高光譜成像系統(tǒng)是一種新型的無損測量技術(shù)，可以同時獲取光譜和空間信息。相比于可見光成像和多光譜成像，高光譜成像具有比較高的光譜分辨率，現(xiàn)在高光譜成像在很多農(nóng)業(yè)研究領(lǐng)域成為了一種強有力的工具。本系統(tǒng)是利用高光譜成像技術(shù)來可獲取單株水稻地上部分在不同波段下的光譜圖像，通過軟件分析提取光譜圖像中的變量，再根據(jù)干重和鮮重與變量間建立模型，從而準(zhǔn)確預(yù)測單株水稻地上部分的生物量；并且可獲取在整株水平的與生物量相關(guān)的性狀，綠葉面積以及葉綠素含量，來探索水稻的基因變異。

系統(tǒng)參數(shù)配置

成像暗室：高光譜相機，平移臺，鹵素?zé)?，控制機柜

軟件：WindowsPC，在線控制，圖像處理，數(shù)據(jù)分析

成像單元組成：成像光譜儀，EMCCD傳感器，鏡頭（23nm）

成像單元光譜范圍：400nm-1000nm

成像單元光譜分辨率：3.2nm

EMCCD傳感器像素：1004*1002

EMCCD傳感器像素大?。?*8（μm2）

鹵素?zé)舨ǘ畏秶?80-1700nm

平移臺最大行程：500mm

環(huán)形輸送線：10m(標(biāo)準(zhǔn)，可根據(jù)用戶需求定制)


系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)圖



（a）High-throughput hyperspectral imaging system (高通量高光譜成像系統(tǒng))

（b）Data acquisition & reconstitution(數(shù)據(jù)采集和重建)

（c）Hyperspectral indices & phenotypic traits (高光譜指數(shù)和表型特征)

（d）Modeling

（e）Important hyperspectral indices(重要的高光譜指數(shù))

（f）Genome-wide association study(GWAS)

（g）Identification of candidate genes



（a）Diagram of the HIS （高光譜成像系統(tǒng)圖）

（b）The internal optical path（內(nèi)部光路）

（c）The hyperspectral camera field of view（高光譜相機視野范圍）


成像分割和變量提取



高光譜指數(shù)與農(nóng)業(yè)性狀GWAS分析結(jié)果。