植物根系扫描系统-植物根系扫描仪

根系在植物的生命过程中扮演着十分重要的角色。它作为地下部分吸收养料和水分的营养器官，还具有支持、繁殖、贮存合成有机物质的作用。了解根系，对于促进作物品质和产量的提升具有重要意义。但是土壤的不透明性严重限制了人们对根系的研究，因而现阶段研究根系构型多采用洗根扫描法和微根管/窗法。植物根系扫描系统就是专为洗根后进行根系成像分析而设计的仪器，它可以测量整个植物根系的长度、直径、面积以及根系拓扑结构等参数，并可对批量的根系图像进行全自动分析。

植物根系扫描系统是基于挖掘法、土钻法、内生长土芯法或容器法获取根系，通过扫描仪获取根系平面几何构型图像，利用专业的图像分析处理软件，进行根系构型分析。可开展根系形态、拓扑结构、根系颜色等研究，但无法进行动态监测。托普云农植物根系扫描系统具有图像预处理、辅助测量、大批量全自动分析、手工校正结果等功能，可帮助科研人员快速获取根系数据，加快实验研究进程。

在使用植物根系扫描系统时，要注意洗干净的根系不能直接放在扫描仪上扫描，以免损坏扫描仪元件。并且为了能够扫描到清晰的根系图像，需将根系放在装有适量水的根盘内，并用玻璃棒或塑料镊子（不要刮花根盘）将根系充分分散开。根盘内加水后可以避免根系脱水、改变根系构型参数。

功能特点
1.图片预处理功能：
   1.1二值化：在目标和背景比较相似时，调整阈值来凸显目标轮廓。
   1.2杂质剔除：设定一个像素值后，软件自动剔除图片中小于该像素的独立点，以保证分析不受杂质影响，更为准确。
   1.3自由选择目标区：分析根系的某一部分。
2.辅助测量功能：
   2.1放大缩小：放大缩小图片以便对根系局部进行观察和调整。
   2.2自动标定：用户输入扫描像素后，软件自动换算实际长度。
3.保存图片、数据导出及追加：
   3.1保存图片、数据导出：将图片或数据导出至指定文件夹。
   3.2数据追加：将该条数据追加至指定文件下方。
   3.3直方图导出：根据分档参数不同，导出相应的直方图。
4.各个参数的自定义分档：
   长度、直径、投影面积、表面积、体积均可进行自定义分档，分档结果可导出。
5.大批量全自动分析：
   打开多张图片后，自动进行分析，并显示分析进度，分析完成后自动导出至固定文件夹。
6.拓扑分析：
   选点后自动识别后用不同颜色标出主根及侧根、自动计算侧根数量。
7.还原至初始图片：
   在图片进行分析或操作后，将图片还原为刚打开时的状态。
8.手工校正分析结果：
   合并分叉、删除连接、合并根尖、断开连接、毛刺去除

技术参数
1、整体参数：
(1)根尖数：总根尖数量，等于终止连接点的数量    
    范围：0-1,000
    精度：误差<5%
(2)根系长度：总的根系长度，包括主根和各级次根    
    范围：0-10,000 mm    
    精度：误差<3.65%
(3)平均直径：根系的平均直径    
    范围：0-20 mm    
    精度：误差<0.04%
(4)投影面积：根系整体的投影面积    
    范围：0-200,000 mm2    
    精度：误差<4.02%
(5)表面积：整体的表面积
    范围：0-1,000,000 mm2    
    精度：误差<3.75%
(6)体积：整体体积    
    范围：0-2,000,000,000 mm3    
    精度：误差<3.82%
2、拓扑分析参数（需要相对完整根系）：
(1)数量：各级根的数量总和    
    范围：0-1,00
(2)连接数：各级侧根上的连接数总和    
    范围：0-100
(3)长度：各级侧根的长度总和    
    范围：0-10,000 mm
(4)直径：各级侧根的平均直径
    范围：0-20 mm
(5)表面积：各级侧根的表面积总和    
    范围：0-1,000,000 mm2
(6)体积：各级侧根的体积总和    
    范围：0-2,000,000,000 mm3
(7)投影面积：各级侧根的投影面积总和
    范围：0-200,000 mm2