产品性能：

CX/powertwo荧光激光雷达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。该系统可应用于林业资源调查、农业遥感应用、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、生物气溶胶监测、石油泄漏早期检测等科研与教学领域，相比较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。该系统能为用户提供相较更加丰富的数据。

一、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。

7）漏油监测：通过激光激发水面浮油（如石油漏油）发出荧光,并对荧光进行分析。通过专门的模型算法，该系统可以检测空气中的薄层油或生物颗粒，这些物质用肉眼往往很难观测到。即使在没有油的情况下，该系统也能提供有关水质（藻类携带的叶绿素）的有用信息。

8）生物气溶胶监测：各种海上和陆地事故、气候变化的影响，甚至生物战的爆发，都可能造成灾难性的经济、环境和社会后果，并带来生物颗粒数量、密度与成分结构上的变化。因此，生物颗粒的早期检测具有非常重要的意义。荧光激光雷达可以从荧光的角度，对在空气中存在的生物气溶胶（真菌孢子、花粉粒、昆虫等）等进行检测。

二、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；

3）全时段工作，可编程控制运行；

4）实时提供结果，不需要人工采样和化学分析；

5）根据当地大气条件检测薄油层和空气中的生物颗粒；

6）能够区分检测到的关键类型的油或生物颗粒。

技术参数表：

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。