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高光谱成像系统是一种新型的无损测量技术，可以同时获取光谱和空间信息。相比于可见光成像和多光谱成像，高光谱成像具有比较高的光谱分辨率，现在高光谱成像在很多农业研究领域成为了一种强有力的工具。本系统是利用高光谱成像技术来可获取单株水稻地上部分在不同波段下的光谱图像，通过软件分析提取光谱图像中的变量，再根据干重和鲜重与变量间建立模型，从而准确预测单株水稻地上部分的生物量；并且可获取在整株水平的与生物量相关的性状，绿叶面积以及叶绿素含量，来探索水稻的基因变异。

系统参数配置

成像暗室：高光谱相机，平移台，卤素灯，控制机柜

软件：WindowsPC，在线控制，图像处理，数据分析

成像单元组成：成像光谱仪，EMCCD传感器，镜头（23nm）

成像单元光谱范围：400nm-1000nm

成像单元光谱分辨率：3.2nm

EMCCD传感器像素：1004*1002

EMCCD传感器像素大小：8*8（µm2）

卤素灯波段范围：380-1700nm

平移台最大行程：500mm

环形输送线：10m(标准，可根据用户需求定制)


系统组成结构图



（a）High-throughput hyperspectral imaging system (高通量高光谱成像系统)

（b）Data acquisition & reconstitution(数据采集和重建)

（c）Hyperspectral indices & phenotypic traits (高光谱指数和表型特征)

（d）Modeling

（e）Important hyperspectral indices(重要的高光谱指数)

（f）Genome-wide association study(GWAS)

（g）Identification of candidate genes



（a）Diagram of the HIS （高光谱成像系统图）

（b）The internal optical path（内部光路）

（c）The hyperspectral camera field of view（高光谱相机视野范围）


成像分割和变量提取



高光谱指数与农业性状GWAS分析结果。