果园Quant-3D:将无人机和LiDAR结合起来,进行可扩展的3D表型化,以表征果园中关键的树冠和花特征
Yunpeng Xia1, Hanghang Li1, Fanhang Zhang2
1College of Engineering, Academy for Advanced Interdisciplinary Studies, Plant Phenomics Research Centre, Nanjing Agricultural University, Nanjing, China.
Plant biotechnology journal
|July 23, 2025
概括
果园Quant-3D使用无人机和LiDAR数据自动化了3D果园表型,使得树木特征的精确分析能够改善水果生产和繁殖. 这种可扩展的技术有助于在气候变化中维持果树产量.
科学领域:
- 农业科学 农业科学
- 计算机视觉 计算机视觉
- 遥感 遥感 遥感 遥感
背景情况:
- 果园中的果实,如果和梨,对全球粮食安全和农业经济至关重要.
- 传统的果园表型化方法是劳动密集型,规模有限,容易出现错误.
- 开发可扩展和准确的表型化工具对于水果生产和研究至关重要.
研究的目的:
- 介绍OrchardQuant-3D,一个自动化管道用于树木层面分析果园的树冠和花特征.
- 为了实现高质量的3D果园建模和精确的树木定位,以进行详细的特征分析.
- 推进可扩展的3D果园表型化,用于育种,管理和研究.
主要方法:
- 开发了一个数据融合算法来整合无人机 (颜色) 和LiDAR (空间) 3D点云.
- 在各种生长阶段重建了高质量的3D果园模型.
- 利用精确的GNSS,3D计算机视觉,图形理论和特征工程来进行树级特征分析.
主要成果:
- 成功测量了四种梨品种的品种差异.
- 对1104棵果树进行了大规模研究,调查了3D形态和花特征.
- 证明了管道对于准确和可扩展的3D果园表型的能力.
结论:
- 果园Quant-3D提供了一个新的,全面的,可扩展的方法来进行3D果园表型化.
- 这项技术在分析果园育种和管理的树木特征方面取得了重大进展.
- 管道对于在气候变化中维持果树生产有价值.


