精细农业通过利用信息技术（IT）来监测作物生长状况，改变了农业。在田间，利用高通量表型技术能够快速地、精确地监测作物的生长状态，这不仅可以促进育种，同时也量化了作物的表型性状以及生长特性。无人机等遥感技术因其低成本和便捷性被广泛应用在高通量植物表型监测中，但其获得的数据处理被复杂的软件和繁琐的编程语言影响，这些数据处理需要特定的计算机配置和特定的语言知识，这对于育种者和农业人员高效了解生成的表型特征信息是一种障碍。因此，迫切需要开发一款便捷高效的高通量植物表型分析工具。

2024年8月，Plant Phenomics 在线发表了日本北海道农业研究中心和东京大学题为PREPs: An Open-Source Software for High-Throughput Field Plant Phenotyping 的研究论文。

本研究介绍了一款名为 PREPs（Precision Plots Analyzer）的开源软件，它能够基于 Windows 平台进行高通量田间植物表型分析，旨在通过正射影像和数字表面模型（DSM）图像提取小区级别的植物表型特征。PREPs 的主要特点包括：（1）提供图形用户界面（GUI），用户无需编程技能即可操作；（2）能够处理来自无人机航拍或多摄像头系统的图像；用户可以通过简单的鼠标操作来定义微小区、生成训练数据、生成基准平面等；（3）软件处理图像的速度快，每个图像集的操作大约需要 2 分钟。此外，PREPs 软件还能够估算作物的高度、覆盖度和体积指数等表型特征，并且可以处理不同分辨率的图像，包括无人机和多摄像头系统的图像（图1）。

图1 软件功能及其概述

该研究又通过3个实例来介绍了该软件主要功能在实际情况中的应用：（1）使用无人机监测甜菜品种的田间生长情况（图2）。（2）使用无人机监测马铃薯品种，观察品种间的差异。（3）利用拖拉机上的多摄像头阵列精确估计马铃薯品种的高度、覆盖度和体积指数（图3）。

图2 软件处理甜菜地块的应用

图3 软件处理多摄像头数据（马铃薯地块）的应用

PREPs的易用性和开源特性使其成为一个强大的工具，可以帮助植物育种者和农艺学家在不需要复杂编程技能的情况下提取作物特征。该软件为田间植物表型分析提供了一个高效、易用且成本低廉的解决方案，有助于推动精准农业和作物育种的发展。

下载链接：

http://cse.naro.affrc.go.jp/aitoh/PREPs/?en

论文链接：

https://doi.org/10.34133/plantphenomics.0221

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