表型的概念：将表型划分为一组方法和协议，用于以一定的准确度和精确度在不同规模的组织（从器官到冠层）中测量植物的生长，结构和组成。

国际植物表型网络：https://www.plantphenomics.com/

农业植物表型的主要应用

1. 结构表征测量

包括冠层体积、植物高度、叶面积其覆盖率、生物量；冠层体积可用于计算对植物的农药喷洒，叶面积覆盖率用于植物生长检测，生物量用于生物能源估算等。

1. 植物/水果检测

主要为诸如修剪，收获，播种等自动化活动中目标物体的准确定位。

1. 生理评估

在植物与环境相互作用的情况下，通过测量植物的各种特征，例如根、芽、叶面积、叶绿素浓度、倒伏情况、蒸腾情况等来研究环境胁迫对植物生长的影响，以此选出对特定环境具有良好抵抗性的植物。

植物特征的图像检测方法

RGB成像：对植物的生长阶段进行拍照，并通过分析图片，可以获得植物的叶面积，高度、叶片及芽形态、生长轨迹、生物量等一系列特征，除此之外，还可根据植物叶片的颜色量化植物的部分性状，例如可以通过分离叶子的黄色和绿色区域来量化叶子的衰老；RGB成像的缺点是叶片重叠和背景土壤噪声。

叶绿素荧光：几乎所有光合作用过程的变化均可通过叶绿素荧光反映出来，所以叶绿素荧光主要用于植物面对外界胁迫时光合作用相关性状的检测，例如鉴定受损植物；同时使用叶绿素荧光也可以检测叶面积。在野外情况下，叶绿素荧光检测具有很大优势。

红外成像：红外成像是主动红外，红外光源发射红外光照射到植物，利用植物对红外光的吸收和反射检测植物的性状，例如检测植物叶面积，相比于RGB成像，红外成像可以排除背景的干扰。同时，也可利用植物对不同波段的红外光的吸收反射量化植物的性状；

热成像：热成像是被动红外，超过自然温度的植物有其自身的红外特征，热成像就是捕捉这种红外特征。热成像用于测量叶片表面温度以研究植物和水的关系，特别是气孔导度，因为叶片温度的主要决定因素是叶片的蒸发或蒸腾速率。在干旱胁迫研究中，热成像有较好的应用。同时，热图像与可见光图像和近红外图像结合在一起，可以在估计冠层温度时排除非叶材料，并可以选择冠层的特定部位进行水分胁迫估算。热成像的缺点是会受周围物体的较大影响。

成像光谱学：传统光谱学基础上，将传统的光谱学和成像技术结合起来，在电磁波的紫外、可见光、近红外和中红外区域，获取许多非常窄且光谱连续的图像数据的技术称为成像光谱学。下图是不同光的波长。

在可见光谱（400-700 nm）中，由于叶色素的吸收，单叶或冠层的反射率特别低。而随着从可见光到近红外波长的跃迁，反射率或所谓的“红边[1] ”急剧增加。在近红外（700–1200 nm）中，大部分入射辐射被叶片叶肉内的散射所反射。此外，近红外辐射可以从冠层的上部叶片传输到下部叶片，这可以将光子反射回冠层的上部。因此，叶片和冠层结构（例如叶片的厚度和生长习性）是光谱这部分反射率模式的主要决定因素。随着波长增加到2500 nm，由于叶片中水分的吸收增加，反射率逐渐降低。

由以上，成像光谱学利用叶片对光的反射率不同，可用于估算冠层情况（近红外），生物量、色素组成、水分情况（近红外与中红外）等。成像光谱学适用于现场表型分析，但是其成本相对昂贵。

3D成像：3D成像主要用于植物地上部分的结构表征测量，包括茎叶、冠层结构等等；同时，与荧光结合使用时，可以评估光合性能。

核磁共振成像（MRI）：核磁共振的主要优势是可以获得根系的结构特征，当然也可以利用核磁共振获取植物的3D结构。另外，核磁共振可以测量植物中的成分，可用于水、蛋白质等方面的检测。

正电子发射断层扫描（PET）：将某种物质，一般是生物生命代谢中必须的物质，如：二氧化碳，标记上短寿命的放射性核素（如F18，碳11等），进入植物代谢后，通过对于该物质在代谢中的聚集，来反映生命代谢活动的情况。当与MRI结合使用时，它可以提供植物结构和功能特征，并可用于独立分析水和标记化合物的运输。

X射线：该技术主要通过单一轴面的X射线旋转照射物体，由于不同的组织对X射线的吸收能力（或称阻射率）不同，可以用电脑的三维技术重建出断层面影像。经由窗宽、窗位处理，可以得到相应组织的断层影像。将断层影像层层堆叠，即可形成立体影像。该技术可以为具有不同密度的各种结构提供体积数据，例如土壤结构异质性和植物结构，并且它可以测量根系结构。