地上生物量（above-ground biomass, AGB）是小麦育种中极具开发潜力的性状，与冠层高度（canopy height, CH）密切相关。然而，在育种计划中收集AGB和CH数据通常是费力和破坏性的，并且容易出现评估误差。因此，对育种家来说，测量这些性状很少是优先考虑的，特别是在育种选择的早期阶段。激光雷达（LiDAR）已被证明是一种能够从田间试验中收集小麦三维数据的传感器，并且有可能适合于小麦AGB和CH的客观、无损、高通量估算。

本文中，Walter J D C等研究了车载LiDAR在小麦AGB和CH无损估算中的应用，将激光雷达获得的估算结果与手动测量结果进行了比较，评估了LiDAR在育种计划中的适用性。
表1本研究涉及的试验地点位置和详细信息

图1 本研究使用的车载激光雷达系统，显示了吊臂系统和激光雷达传感器的安装位置。

图2 点云收集与数据处理步骤

图3 LiDAR冠层高度计算过程
研究结果显示，AGB与LiDAR投影体积（LPV）之间的相关性很强（r=0.86），CH与LiDAR冠层高度（LCH）之间的相关性也很强（r=0.94）。在大多数测量中，LPV（H2=0.32-0.90）的遗传力大于或类似于AGB（H2=0.12-0.78）的遗传力。LCH（H2=0.41-0.98）和CH（H2=0.49-0.98）的遗传力水平相似。除此之外，当从相同或相反的行进方向收集LPV和LCH时，它们显示出高度可重复性。LiDAR扫描以每小时2400个图的速度收集，有可能将通量进一步提高到每小时7400个图。

图4 LiDAR测量数据的重复性分析

图5 LCH与CH之间的相关性分析

图6 LPV和AGB之间的相关性分析

本文的研究证明了LiDAR具有无损收集高质量、高可重复性AGB和CH数据的能力，适用于育种和研究计划。

Walter J D C, Edwards J, McDonald G, et al. Estimating Biomass and Canopy Height with LiDAR for Field Crop Breeding. Frontiers in plant science, 2019, 10: 1145.