三(sān)維激光(guāng)掃描技術(shù)的(de)发展(zhǎn)，使得獲取形态万(wàn)千(qiān)的(de)植物(wù)3D數字(zì)化(huà)模型成(chéng)为(wèi)可(kě)能(néng)，無論是(shì)根(gēn)、莖(jīng)、葉(yè)，還(huán)是(shì)花和(hé)果(guǒ)實(shí)，这(zhè)为(wèi)研究植物(wù)的(de)生(shēng)理(lǐ)形态、結構及(jí)其(qí)相關(guān)功能(néng)提(tí)供了(le)既精确又便捷的(de)直(zhí)觀分(fēn)析工具。

在(zài)不(bù)接觸物(wù)體(tǐ)表面(miàn)的(de)情(qíng)況下(xià)，快(kuài)速捕獲複雜的(de)自(zì)由形狀，生(shēng)成(chéng)高(gāo)精度(dù)點(diǎn)雲(yún)數據(jù)，这(zhè)是(shì)傳統測量方(fāng)法(fǎ)或(huò)測头(tóu)無法(fǎ)實(shí)現(xiàn)的(de)。

下(xià)面(miàn)就(jiù)以(yǐ)2个(gè)最(zuì)新(xīn)案(àn)例，带大(dà)家(jiā)了(le)解(jiě)3D掃描如(rú)何輕(qīng)松捕捉各(gè)类植物(wù)形态，助力不(bù)同(tóng)領域科研工作(zuò)的(de)開(kāi)展(zhǎn)。

根(gēn)系(xì)掃描

泥石(dàn)流研究

近(jìn)日(rì)，在(zài)CCTV-13《大(dà)國(guó)科學(xué)家(jiā)》系(xì)列報道(dào)中(zhōng)，为(wèi)我(wǒ)國(guó)防災減災工作(zuò)作(zuò)出(chū)重(zhòng)要(yào)貢獻，被(bèi)稱为(wèi)“泥石(dàn)流院士”的(de)中(zhōng)國(guó)科學(xué)院院士崔鵬，正(zhèng)带領中(zhōng)國(guó)科學(xué)院成(chéng)都山(shān)地所(suǒ)的(de)科研团(tuán)隊，在(zài)汶川地震时(shí)极(jí)重(zhòng)災區(qū)四(sì)川省(shěng)都江堰市(shì)龍溪河(hé)流域進(jìn)行現(xiàn)场(chǎng)調查。

为(wèi)了(le)探究泥土中(zhōng)植物(wù)根(gēn)系(xì)的(de)分(fēn)布(bù)及(jí)其(qí)对(duì)土壤的(de)加固作(zuò)用(yòng)，分(fēn)析生(shēng)态在(zài)災害形成(chéng)过(guò)程中(zhōng)的(de)作(zuò)用(yòng)機(jī)理(lǐ)，科研人(rén)員需要(yào)在(zài)現(xiàn)场(chǎng)采集不(bù)同(tóng)类型植物(wù)根(gēn)系(xì)的(de)形态結構等第(dì)一(yī)手(shǒu)數據(jù)，我(wǒ)们(men)的(de)RigelScan 智能(néng)手(shǒu)持(chí)式激光(guāng)3D掃描儀作(zuò)为(wèi)科研团(tuán)隊的(de)随行設備，在(zài)此(cǐ)次(cì)野外調查中(zhōng)充分(fēn)发挥了(le)“精、準、快(kuài)、小”的(de)特(tè)點(diǎn)。

↬ RigelScan最(zuì)高(gāo)精度(dù)达(dá)0.01mm，無論是(shì)直(zhí)根(gēn)系(xì)還(huán)是(shì)須根(gēn)系(xì)，都可(kě)以(yǐ)精準實(shí)現(xiàn)3D還(huán)原；

↬ 從設備啟動(dòng)到(dào)完成(chéng)完整根(gēn)系(xì)模型的(de)構建不(bù)过(guò)幾(jǐ)分(fēn)钟，簡單的(de)操作(zuò)、极(jí)高(gāo)的(de)效率可(kě)以(yǐ)大(dà)大(dà)減輕(qīng)現(xiàn)场(chǎng)工作(zuò)量；

↬ 設備僅重(zhòng)1kg，小巧便攜，对(duì)于(yú)需要(yào)上(shàng)山(shān)爬坡的(de)野外調查来(lái)说(shuō)，不(bù)会(huì)造成(chéng)額外負擔。

崔鵬院士在(zài)采訪中(zhōng)介紹到(dào)，現(xiàn)场(chǎng)掃描得到(dào)不(bù)同(tóng)类型植物(wù)的(de)根(gēn)系(xì)結構後(hòu)，回去(qù)会(huì)根(gēn)據(jù)精确的(de)根(gēn)系(xì)3D模型布(bù)置一(yī)系(xì)列的(de)室(shì)內(nèi)實(shí)验(yàn)，深入(rù)研究泥石(dàn)流源區(qū)典型植物(wù)的(de)根(gēn)系(xì)特(tè)征及(jí)其(qí)抗拉力學(xué)特(tè)性(xìng)。

植物(wù)根(gēn)系(xì)不(bù)僅在(zài)三(sān)維空(kōng)間(jiān)中(zhōng)有(yǒu)着複雜的(de)形态特(tè)征，還(huán)随时(shí)間(jiān)動(dòng)态生(shēng)长(cháng)变化(huà)，其(qí)力學(xué)特(tè)性(xìng)也(yě)具有(yǒu)明(míng)顯的(de)非(fēi)均勻性(xìng)，因(yīn)而(ér)

傳統理(lǐ)想(xiǎng)根(gēn)系(xì)模型往往難以(yǐ)真(zhēn)實(shí)反(fǎn)映根(gēn)系(xì)对(duì)邊(biān)坡穩定(dìng)性(xìng)的(de)影响。引入(rù)高(gāo)精度(dù)激光(guāng)3D掃描儀後(hòu)，使得精确的(de)根(gēn)系(xì)定(dìng)量研究不(bù)再是(shì)難題(tí)，可(kě)以(yǐ)为(wèi)廣大(dà)科技工作(zuò)者(zhě)研究出(chū)更(gèng)好(hǎo)的(de)防災減災技術(shù)提(tí)供最(zuì)直(zhí)接的(de)科學(xué)依據(jù)。

杜鵑、桦樹(shù)、南(nán)楊杉、松樹(shù)等部(bù)分(fēn)根(gēn)系(xì)掃描數據(jù)展(zhǎn)示如(rú)下(xià)：

花果(guǒ)掃描-  植物(wù)學(xué)研究

三(sān)維激光(guāng)掃描技術(shù)为(wèi)植物(wù)的(de)三(sān)維重(zhòng)建提(tí)供了(le)一(yī)種(zhǒng)全新(xīn)的(de)方(fāng)法(fǎ)，不(bù)僅解(jiě)決了(le)手(shǒu)工測量等傳統采集手(shǒu)段(duàn)速度(dù)慢(màn)、精度(dù)低(dī)的(de)問(wèn)題(tí)，而(ér)且(qiě)具有(yǒu)全數字(zì)化(huà)的(de)特(tè)征，方(fāng)便數據(jù)的(de)保存、使用(yòng)和(hé)展(zhǎn)示。此(cǐ)外，除了(le)形态結構的(de)三(sān)維重(zhòng)建，在(zài)點(diǎn)雲(yún)數據(jù)基礎上(shàng)結合貼图(tú)软(ruǎn)件(jiàn)，能(néng)同(tóng)时(shí)實(shí)現(xiàn)植物(wù)色(sè)彩紋理(lǐ)的(de)真(zhēn)實(shí)複現(xiàn)。

（图(tú)片(piàn)来(lái)源：實(shí)验(yàn)植物(wù)學(xué)雜志，第(dì) 73 卷(juǎn)，第(dì) 11 期(qī)，第(dì) 3308-3318 页(yè)《花瓣的(de)发展(zhǎn)和(hé)闡述》）

  在(zài)中(zhōng)科院植物(wù)研究所(suǒ)某項關(guān)于(yú)植物(wù)器官的(de)研究中(zhōng)，同(tóng)樣(yàng)引入(rù)了(le)我(wǒ)们(men)的(de)RigelScan。采集地點(diǎn)在(zài)植物(wù)園(yuán)和(hé)野外，采集不(bù)受时(shí)間(jiān)、光(guāng)照等条(tiáo)件(jiàn)限制，只(zhī)需保證掃描过(guò)程中(zhōng)植物(wù)的(de)静(jìng)止，就(jiù)可(kě)以(yǐ)快(kuài)速采集目标(biāo)静(jìng)态結構信(xìn)息。

掃描獲取3D數據(jù)後(hòu)，再結合多(duō)方(fāng)位(wèi)拍照記(jì)录(lù)和(hé)中(zhōng)觀Artmapping貼图(tú)软(ruǎn)件(jiàn)，輕(qīng)輕(qīng)松松就(jiù)實(shí)現(xiàn)了(le)植物(wù)花朵(duǒ)、果(guǒ)實(shí)等器官的(de)完整信(xìn)息采集。

部(bù)分(fēn)掃描數據(jù)和(hé)貼图(tú)數據(jù)展(zhǎn)示如(rú)下(xià)：

百(bǎi)合

                                                                     百(bǎi)合

朱頂紅(hóng)

朱頂紅(hóng)

兜蘭

↬ 在(zài)三(sān)維立體(tǐ)空(kōng)間(jiān)中(zhōng)既可(kě)以(yǐ)全方(fāng)位(wèi)查看(kàn)植物(wù)的(de)色(sè)彩、形态、結構，

↬ 也(yě)可(kě)以(yǐ)快(kuài)速提(tí)取外形尺(chǐ)寸、表面(miàn)積、體(tǐ)積等關(guān)鍵因(yīn)子數據(jù)，

↬ 相比于(yú)傳統數據(jù)采集手(shǒu)段(duàn)来(lái)说(shuō)，既快(kuài)又全又準。

無論是(shì)植物(wù)的(de)生(shēng)长(cháng)機(jī)理(lǐ)研究，還(huán)是(shì)地質(zhì)災害的(de)生(shēng)态修複研究，探究自(zì)然界植物(wù)的(de)原始(shǐ)形态，構建真(zhēn)實(shí)可(kě)靠的(de)植物(wù)三(sān)維模型都是(shì)重(zhòng)要(yào)的(de)研究手(shǒu)段(duàn)。三(sān)維激光(guāng)掃描技術(shù)通(tòng)过(guò)快(kuài)速、準确、有(yǒu)效地獲取植物(wù)三(sān)維空(kōng)間(jiān)信(xìn)息，为(wèi)研究人(rén)員的(de)量化(huà)分(fēn)析和(hé)可(kě)视化(huà)研究展(zhǎn)示提(tí)供了(le)高(gāo)效便捷的(de)利器。研究是(shì)为(wèi)了(le)更(gèng)好(hǎo)地保護。保護生(shēng)物(wù)多(duō)樣(yàng)性(xìng)，保護同(tóng)一(yī)个(gè)地球家(jiā)園(yuán)，與(yǔ)自(zì)然和(hé)諧共處(chù)，是(shì)我(wǒ)们(men)共同(tóng)期(qī)待的(de)可(kě)持(chí)續发展(zhǎn)。