高光譜成像系統是一種新型的無損測量技術，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，現在高光譜成像在很多農業研究領域成為了一種強有力的工具。本系統是利用高光譜成像技術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，再根據干重和鮮重與變量間建立模型，從而準確預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。

系統參數配置

成像暗室：高光譜相機，平移臺，鹵素燈，控制機柜

軟件：WindowsPC，在線控制，圖像處理，數據分析

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傳感器像素大小：8*8（μm2）

鹵素燈波段范圍：380-1700nm

平移臺最大行程：500mm

環形輸送線：10m(標準，可根據用戶需求定制)


系統組成結構圖



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

（b）Data acquisition & reconstitution(數據采集和重建)

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

（d）Modeling

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

（f）Genome-wide association study(GWAS)

（g）Identification of candidate genes



（a）Diagram of the HIS （高光譜成像系統圖）

（b）The internal optical path（內部光路）

（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



高光譜指數與農業性狀GWAS分析結果。