浙江托普云農科技股份有限公司研發的植物根系分析系統（含GXY-A/B系列及根系原位監測系統），是一套集高精度成像硬件與AI圖像解析算法于一體的國產科研級根系表型分析平臺，用于植物根系形態學參數、拓撲結構及根瘤共生關系的定量測定。

一、系統構成與工作原理

硬件組成

成像單元：標配雙光源透掃掃描儀或2200萬像素級專用高拍儀（含可調背光板、防反光壓板），確保根系無陰影均勻成像；原位監測型另配顯微攝像模組或CMOS傳感器。

控制與標定：內置像素—物理尺寸自動標定模塊，配合暗箱屏蔽環境光干擾。

軟件平臺：搭載專用根系分析軟件，支持本地運算及"指尖耕耘"云平臺數據同步。

工作原理

將經清洗處理的離體根系平鋪于掃描面/拍攝臺，或借助微根管（Minirhizotron）對原位根系連續采集圖像；軟件采用計算機視覺與深度學習分割算法，自動將根系從背景中二值化分離，通過像素映射換算為實際物理量，提取形態與拓撲參數。

二、核心分析功能

根系分析功能：

1、拓撲分析：能自動進行根系的拓撲分析，自動確定根的連接數、長度、體積等參數，可自動區分側根等級自動分析主根或任意一支側根的參數等，根系等級分為6級，使根系分析更加準確；

2、連接分析：可分析準確分析根系內各根段的角度關系；

3、分段測量：可通過直徑、投影面積、表面積、體積和長度進行根系分段和分檔，并可自定義進行分檔設置，自動測量各直徑段長度、投影面積、表面積、體積等，及其分布參數，并輸出數據直方圖，實現數據可視化

4、智能校正，結果更精準：可對根系進行合并分叉、刪除連接、合并根尖、斷開連接、毛刺去除、主根修正、側根修正、根粗修正等校正，可操作性強；

5、自動剔除雜點：通過設定像素值剔除雜點，凸顯目標根系輪廓；

6、自動標定：用戶輸入掃描像素后，軟件自動換算實際長度；

7、個性化顯示，觀察更輕松：支持對圖片分析的參數進行勾選設置，可用不同顏色顯示出根系的端點、關節點、連接線段、主根、1-6級側根和低級側根，便于檢測中的直觀顯示與區分；

8、圖片二值化：調整圖片灰度對比，更好分割根系和調整背景，使分析結果更準確；

9、還原至初始圖片：可將分析或操作后的圖片還原為剛打開時的狀態；

10、目標區域分析：可手動選擇想要測定的目標區域，只對選定的目標區域進行分析，分析更加靈活，增加數據準確性。

一鍵分析多項參數：一鍵操作，精準獲取根總數、根尖數量、根總長、根平均直徑、根總投影面積、根總體積、R/G/B、RHS、總連接點數、端點、關節點、連接點數、分叉數、交疊數、盒維數等多項參數；

軟件加密、數據更安全：采用動態二維碼+密碼狗加密，登記具體使用單位的信息，防止jia密狗的丟失；

大批量全自動分析：單次可批量分析100張以上圖片，自動保存分析結果，省時省力；

數據自動保存：可隨時暫停或繼續分析數據，數據進度自動保存；

數據導出表格化：將圖片或數據導出至文件夾，數據可導出Excle格式追加至文件夾下方；

自帶指尖耕耘手機app與云平臺：多平臺共享數據，可實時查看與導出；多平臺備份數據，長期保存不防丟失

三、典型應用領域

植物生理與生態學研究：根系構型建成、細根周轉、根系–土壤互作機制解析。

作物遺傳育種：水稻、小麥、玉米、大豆等種質資源根系性狀關聯分析與優異基因型篩選。

抗逆與脅迫研究：干旱、鹽堿、重金屬污染條件下根系形態及活力變化的量化評估。

農林與環境修復：植被根系固土能力評價、植物修復潛力篩選及生態恢復監測。

精準農業管理：依據根系構型特征優化種植密度、灌溉深度與施肥方案。

四、學術價值評述

托普云農根系分析系統以國產化軟硬一體方案取代傳統人工格網測量，克服了主觀誤差大、通量低、參數維度單一的局限，使植物地下部表型從定性描述進階為亞像素級定量解析，是當前植物根系形態學與表型組學研究中具備代表性的本土化實驗裝備。

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