系统简介：

CX/powertwo荧光激光雷达系统是林业资源调查中获取林木表型的以及农业遥感应用的重要手段。传统的激光雷达通过测量反射光的飞行时间获得距离信息，并可得到反射光的强度信息，结合旋转机构最终获得点云。本系统结合激光诱导荧光技术、激光雷达技术与推扫式扫描技术，实现了荧光多光谱点云的获取。该系统可应用于植物表型探测、枝叶分割、地上生物量计算、胁迫探测、叶绿素分布探测、叶面积指数探测等科研与教学领域，为用户提供相较一般激光雷达更新更丰富的数据。

荧光激光雷达系统科研使用场景：

1）植物表型探测：荧光激光雷达可以获得三维荧光点云，从而在获得植物形状结构参数的同时，通过多光谱荧光数据获得特征组份与生理参数的三维空间分布。

2）枝叶分割：传统的枝叶分割基于点云的空间位置与强度，需要匹配负责的算法，鲁棒性不强。由于枝叶的叶绿素含量相差较大，而荧光多光谱点云与叶绿素荧光正相关，因而通过荧光点云可以很容易的实现枝叶分离，且结果稳定可靠。

3）地上生物量计算：在使用激光雷达进行地上生物量检测时，需要排除树叶点云的影响。荧光激光雷达可以准确地排除树叶点云，不需要人工剪除树叶，实现了生物量的无损检测。

4）胁迫探测：各种胁迫下叶绿素的荧光响应一直是植物表型领域的研究热点。荧光激光雷达可以获取各点的多通道荧光强度，并可以定制程序实现定时自动扫描记录，为胁迫探测提供高通量解决方案。

5）叶绿素分布探测：本荧光激光雷达实现的多通道荧光，可以定性得到叶绿素浓度相对分布，并可通过标定获得绝对浓度分布的测量。

6）叶面积指数探测：在枝叶分离的基础上，通过对点云数据的计算与叠加，实现准确叶面积指数的探测。

教学使用场景：

1）形态结构测量教学：在林业资源调查中，传统植物形态结构测量需要通过人工方式，使用卷尺等传统工具测量植株的高度、胸径、地上生物量等参数。对于较高的林木，往往需要使用胸径乘以一定系数进行估算，因而会引入误差；对于地上生物量的测量，需要对植物进行破快性测量，在教学时只能对测量过程进行描述。荧光激光雷达可以获得林木的荧光点云。通过对点云的处理，可以获得不同高度的胸径、植株的高度。对生物量进行测量时，可以引入枝叶分割算法，通过点云的多光谱荧光特性方便的将树叶点云去除，留下枝干点云进行计算最终得到体积。教学过程包括多点数据采集、降噪、点云匹配、枝叶分离、数据拟合、计算等过程，培养学生动手实验能力与数据处理能力。

2）胁迫荧光检测探索教学：叶绿素荧光是一种常见的植物表型检测方式。通过叶绿素荧光的变化可以探索植物在缺水、缺氮、缺光照等胁迫条件下的反应，从而建立表型与胁迫预测模型。本系统可以同时获取点云信息与荧光信息，可作为学生探索植物不同因素胁迫时的检测工具，应用于一些胁迫反应的验证与新胁迫反应的探索。

系统特点：

1） 同时获取三维点云与RGB三通道荧光点云；

2） 采用推扫式结构，单次对一个平面进行探测，角分辨率较128线激光雷达可以高1个数量级；

系统指标：

应用案例：

1）对1米外的绿萝进行扫描，使用R通道与B通道比值进行展现，可以看出绿萝的三维形貌得到了很好的还原，同时可以通过点云的R/B通道强度定量观测叶绿素分布。

2）对1米外的棕竹进行扫描，使用R通道与B通道比值进行展现，可以看出棕竹的三维形貌得到了很好的还原，同时通过给R/B通道强度设定阈值，即使棕竹的点云非常杂乱紧密，也可以很方便的区分出叶与枝的点云。

3）对7米外的柚子树进行扫描，可以看出树干、树叶、柚子的点云其荧光表现各不相同，通过设定阈值可以做到很好的区分。