IN-RS800 復合根系生長動態監測系統

一、設備簡介

復合根系生長動態監測系統是一套集土培原位根系長期觀測、智能識別與動態分析于一體的綜合科研儀器，基于人工智能深度學習算法，實現對原位根系圖像的自動識別、提取與拼接，大幅降低人工交互工作量，可開展根系基礎形態、時序動態、拓撲結構及熒光標記根系識別等多維度分析，為根系生長、周轉規律與空間分布研究提供可靠數據支撐；系統還配備桌面根系掃描儀，可對洗凈根系進行批量自動化分析，全面滿足根系生理、土壤生態與根際生態等領域的科研需求。

二、技術參數

掃描分辨率：1200 dpi

圖像分辨率：6912*10000像素

掃描角度：360°

掃描視野：160*270mm

★熒光根系相機分辨率：1600×1100像素（原始分辨率）

★熒光根系相機最大視野：29*29mm

基礎形態參數：總根長、平均直徑、最大直徑、直徑中值、投影面積、表面積、體積、最大深度、最大寬度、寬深比、根尖段長分布

時序動態參數：根系壽命、根系周轉率、根系發育順序、生存狀態（新增、消失、死亡）

拓撲結構參數：節點數、連接數、分叉數、分叉頻次、交疊計數、根尖數、根軸數量、子根數量、連通根簇數

分級參數：層級覆蓋、各級根數、各級連接數、各級長度、各級平均直徑、中值直徑、最大直徑、投影面積、表面積、體積

★特殊指標：根瘤數、根瘤體積占比、盒維數、分形擬合R2、熒光標記根系成像（EGFP、YFP、mCherry）

供電方式：可充電24V移動電源

通訊方式：USB3.0接口

單次采集時間：≤180s

熒光根系識別濾光片精度：OD6

根管尺寸：89mm（內徑）

根管：標配1m透明預埋探管10根，可定制

桌面根系掃描儀：

掃描元件: 6線交替微透鏡CCD

最大幅面: A4

接口類型: USB2.0

光學分辨率：4800x9600 dpi

最大分辨率：12800×12800 dpi

最小像素尺寸≥0.005mm×0.0026 mm

掃描光源白色冷陰極熒光燈CCFL、色彩位數48位

掃描范圍216×297mm

掃描速度反射稿、A4、300dpi：單色11秒，彩色14秒

膠片掃描、35mm，2400dpi：正片：47秒，負片：44秒

三、功能特點

1. 高分辨率原位圖像采集：支持1200 dpi高分辨率原位掃描，精準捕捉地下根系微觀細節；兼容設備端實時在線采集與本地歷史圖像導入，靈活適配不同工作流程。

★2. 根系提取分析：基于人工智能深度學習算法，僅需少量根系與背景樣本標注即可引導系統自動識別、精準提取根系區域，大幅減少人工交互工作量。系統自動生成原圖、疊加圖、掩膜圖、根軸層級圖及交疊分叉點圖等多維圖層，完整呈現提取全過程。

3. 根系參數分析：單次分析即可輸出根長、直徑、表面積、體積、空間寬深比等基礎形態參數，并自動解析根系網絡的根軸識別、父子層級、拓撲連接、交疊關系及多級根系統計。

★4. 專項指標分析：支持根瘤智能識別及體積占比測算、盒維數與分形擬合評價、根尖段長分布分析，以及分叉角、交疊角與根軸質量的綜合評價，為根系生理與生態研究提供多維數據支撐。

5. 結果修正復核：提供靈活的人工復核工具，支持提取標注修正、半自動補線、交疊關系修正、根瘤判定修正及根軸拓撲結構（層級、父根、路徑）修正，修正后系統自動重新計算拓撲關系及統計結果，確保數據準確可靠。

★6. 熒光標記根系識別：配備熒光根系采集模塊，支持相機實時預覽、拍照、曝光參數設置及本地圖像導入，可靈活調節熒光識別閾值與最小識別面積，自動輸出熒光區域數、總面積、最高亮度及覆蓋率等指標，同步顯示原圖、二值化圖、過濾圖與疊加圖，直觀呈現熒光標記效果。

★7. 根系時序匹配：復合根系生長動態監測系統支持兩時期根系結果配準及一對一、一對多、多對一、多對多根軸匹配，可識別新增、消失、死亡、遮擋等狀態，計算長度變化、凈增長及周轉情況，精準追蹤根系動態變化。

★8. 多期時序分析：支持多個已保存的時序匹配結果按時間順序自動匯總，直觀展示各區間動態變化及根系從萌發到消亡的完整生命周期鏈路。

9. 歷史記錄管理：統一記錄掃描根系、熒光標記根系、時序匹配和多時序分析四類結果，支持按類型、時間、文件夾篩選，分頁、縮略圖預覽、結果恢復、目錄打開及上傳狀態查看，便于數據追溯與管理。

10. 結果保存與共享：支持結果的本地保存、導入與導出，可輸出 TXT、JSON、RSML（標準根系結構文件）、CSV 等多種格式及全套結果圖像；啟用平臺功能后可手動或自動同步至云平臺，實現遠程隨時查看。

11. 設備與運行管理：支持主控、根系掃描儀及熒光相機的連接、狀態監測、異常斷線檢測與后臺重連，本地采集、分析、保存與導出可離線運行。

12. 洗根批量分析擴展支持：配備桌面根系掃描儀，實現洗凈根系樣本的批量自動化掃描與分析，與原位根系分析形成互補，全面覆蓋根系生理、土壤生態與根際生態等科研需求。

13.桌面根系掃描儀可兼測大豆、花生等果莢的果柄、果身、果喙部分的粗細、長度、弧長、弧玄高等參數，各種粒的芒長及一些小的葉片的葉柄長，各類針葉的面積、長度、寬度。