Detection and validation of plant chlorophyll fluorescence employing Scheimpflug lidar
摘要
مراقبة دقيقة لمحتوى الكلوروفيل في النباتات أمر بالغ الأهمية للإنتاج الزراعي والبحوث الفيزيولوجية، ولكن الأساليب التقليدية تعاني من قياس عن قرب وكفاءة منخفضة، وصعوبة الحصول على خصائص الهيكل الثلاثي الأبعاد للنبات. لحل هذه المشكلة، تم تطوير نظام جديد للرادار بالليزر (SLiDAR) بناءً على مبدأ شيمبفلوغ، بهدف تحقيق قياس بعيد غير متلامس وعالي الدقة لإشارات الفلورسنت للكلوروفيل في النبات والحصول المتزامن على معلومات الهيكل ثلاثي الأبعاد للنبات. يستخدم النظام هذا الليزر المستمر (450 نانومتر) وهيكل مستشعر CMOS المائل، من خلال معالجة الفلورسنت في القناة الحمراء وإشارة الانتشار المرنة في القناة الزرقاء، لإزالة التداخل البيئي وزيادة نسبة إشارة الضجيج. وتشير التجارب إلى أن نظام SLiDAR يحتوي على علاقة خطية قوية مع جهاز قياس كمية الكلوروفيل المحمول (SPAD-502PLUS) عند قياسات متعددة لأوراق متنوعة، حيث تُظهر النتائج ارتباطًا خطيًا قويًا (R²>0.98) وتحقق النظام في دقة مسافة فضائية بحجم ميليمتر في 5-10 أمتار واستخلاص الكلوروفيل. تشير الدراسة إلى أن نظام SLiDAR يحتوي معا وحساسية استقطابية رائعة، ويمكنه بشكل غير مباشر من خلال الحصول على إشارات الفلورسنت للكلوروفيل تحقيق رصد فعال وغير مدمر لمحتوى الكلوروفيل، ويوفر وسيلة تكنولوجية مبتكرة لمراقبة الحالة الفيزيولوجية للنباتات، وفي المستقبل يمكن أن يكون لديه مزيد من الإمكانات التطبيقية في علم الاستشعار عن بعد الزراعي من خلال تحفيز متعدد الأطوال الموجية وتحسين الخوارزميات.
关键词
Scheimpflug LiDAR;fluorescence imaging;3D point cloud;chlorophyll fluorescence