產(chǎn)品性能：

CX/powertwo熒光激光雷達(dá)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)用于林業(yè)資源調(diào)查、農(nóng)業(yè)遙感應(yīng)用、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)、生物氣溶膠監(jiān)測(cè)、石油泄漏早期檢測(cè)等科研與教學(xué)領(lǐng)域，相比較傳統(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。該系統(tǒng)能為用戶提供相較更加豐富的數(shù)據(jù)。

一、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(shù)葉點(diǎn)云的影響。熒光激光雷達(dá)可以準(zhǔn)確地排除樹(shù)葉點(diǎn)云，不需要人工剪除樹(shù)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)。

7）漏油監(jiān)測(cè)：通過(guò)激光激發(fā)水面浮油（如石油漏油）發(fā)出熒光,并對(duì)熒光進(jìn)行分析。通過(guò)專(zhuān)門(mén)的模型算法，該系統(tǒng)可以檢測(cè)空氣中的薄層油或生物顆粒，這些物質(zhì)用肉眼往往很難觀測(cè)到。即使在沒(méi)有油的情況下，該系統(tǒng)也能提供有關(guān)水質(zhì)（藻類(lèi)攜帶的葉綠素）的有用信息。

8）生物氣溶膠監(jiān)測(cè)：各種海上和陸地事故、氣候變化的影響，甚至生物戰(zhàn)的爆發(fā)，都可能造成災(zāi)難性的經(jīng)濟(jì)、環(huán)境和社會(huì)后果，并帶來(lái)生物顆粒數(shù)量、密度與成分結(jié)構(gòu)上的變化。因此，生物顆粒的早期檢測(cè)具有非常重要的意義。熒光激光雷達(dá)可以從熒光的角度，對(duì)在空氣中存在的生物氣溶膠（真菌孢子、花粉粒、昆蟲(chóng)等）等進(jìn)行檢測(cè)。

二、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(shù)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⑷钡?、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)；

3）全時(shí)段工作，可編程控制運(yùn)行；

4）實(shí)時(shí)提供結(jié)果，不需要人工采樣和化學(xué)分析；

5）根據(jù)當(dāng)?shù)卮髿鈼l件檢測(cè)薄油層和空氣中的生物顆粒；

6）能夠區(qū)分檢測(cè)到的關(guān)鍵類(lèi)型的油或生物顆粒。

技術(shù)參數(shù)表：

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(shù)進(jìn)行掃描，可以看出樹(shù)干、樹(shù)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。