易门农产品行业元宇宙未来影响

元宇宙爱好者

在今天，数字技术越来越普遍应用到自动驾驶、数字城市、灾害勘探等诸多领域，在农业领域也是如此，数字技术的发展，在种质资源鉴定、作物表型分析、产量预测等方面，都有了广泛的应用。

　　10分钟“复制粘贴”一栋楼

　　每秒发射约30万个激光点，依靠激光雷达技术，南京农业大学前沿交叉研究院副教授金时超带领的三维表型组研究团队，通过约12亿个点的定位和重现，只用了10分钟左右，就将南京农业大学主楼“复制粘贴”进电脑里。

　　金时超介绍，这座以点云的形式呈现的虚拟主楼模型与现实中的主楼仅有厘米/毫米级误差。“所谓点云，就是把现实生活中的几何对象以点的形式进行数字化表达，每个点记录了XYZ坐标和颜色等信息。无数的点云勾勒出虚拟世界的主楼，大到楼宇的轮廓、主楼的石狮子，小到建筑物的门窗、砖石、甚至连建筑花纹等细节，在3D模型中都清晰可见。”

　　数字化之后的南京农业大学主楼。南京农业大学供图

　　据了解，“复制粘贴”主楼时使用的激光扫描系统，集成了高性能激光器、全景相机等多元传感器。根据激光发射的往返时间和角度编码信息，自动计算出目标的三维坐标。同时，通过点云影像匹配算法，实现对点云的真彩色渲染，逼真还原现实世界。

　　这套技术并非只是为在虚拟世界重现一栋楼而设计的，事实上，这是该团队研发的最新农业科研技术体系，可用于作物表型数据收集、分析等多种领域，为高科技育种提供最先进的数字工具。

　　作物表型数据测量的“飞跃”

　　种子是农业的“芯片”，既是保障国家粮食安全的战略性资源，又是农业科技原始创新与现代种业发展的基础。开展优质种质资源的鉴定、保护、利用是种业强大的战略需求。作物表型是基因及环境因素相互作用共同形成的生物体综合表现，反映了植物基因图谱的时序三维表达。因此，高通量、多维度、长时序的表型测量需求日益迫切。

　　金时超说，“作物表型数据的人工调查，不仅存在取样代表性难以保障的问题，而且是传统作物育种最费时费力的环节之一。千余个试验材料、每个材料3个小区、每个小区取3个以上样本……即使是最简单的株高测量，在田间测上一轮也需要大半天的时间。”作物表型的高通量精准鉴定是当前限制突破性新品种培育的关键技术瓶颈。

　　用激光雷达等三维表型测量技术，半个小时就能实现以上数据的自动化采集。采集出的数据会覆盖到田间每一株作物，是生物统计中从抽样估计到总体分析的研究范式的飞跃，将有效提高田间试验统计的准确度、精确度以及效率。更重要的是，数字化的三维表达有效保存了田间真实场景，为可重复的发掘新性状提供了新视角。

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