Metatlas是由江苏省农业科学院无锡分院与无锡道合智慧农业科技有限公司联合研发的基于作物多视角图像的三维表型采集分析平台。平台通过自研软件实现多视角图像高效采集、数据分选存储，以及三维点云一键重建的协同控制，可实现作物多视角图像和高精度三维点云数据的定制化、自动化获取，为作物种质资源精准鉴定与评价、表型组学研究、生长建模及数字孪生等提供关键技术支撑。

01多视角图像采集

传统作物表型获取主要依赖人工测量，存在效率低、精度差、可重复性不足等问题，难以满足现代育种与表型组学研究对高通量、高精度数据的需求。Metatlas作物多视角三维表型平台依托多视角图像采集技术，将植株实体转化为多视角图像序列，为表型数字化保存、精细三维点云重建，以及基于点云的形态结构参数的自动获取奠定基础。

平台集成6至11台高分辨率相机阵列（最大分辨率8160×6120，约5000万像素），采用植株固定、相机环拍（Camera-to-Plant）的采集方式，在室内均匀散射光环境下完成作物360度视角的自动采集。该方式下植株保持静止、不随转台旋转，有效减少了因晃动导致的图像模糊与重建误差。旋转臂默认旋转角度为15度可调，旋转速度在0至25度/秒范围内可调，样品旋转一周即可获取完整的多视角图像数据集。

图1水稻植株多视角成像真实场景（延时摄影）

02 多源时序数据集

采集图像可自动上传至云端存储，并按品种、生物学重复、采集日期等维度组织。系统配套自研软件支持一键重建或用户按垂直视角、水平方位、图像分辨率等参数重新导出自定义数据集后选择性重建。三维重建基于SfM-MVS（Structure from Motion - Multi-View Stereo）框架实现。相较3DF等商业化软件，本系统重建点云误差不超过0.2 cm（Hausdorff距离），单次重建点云总数不低于300万，数据支持.ply、.bin等通用格式输出，可直接对接下游表型分析流程。系统涵盖二维图像与三维点云的时序数据集，兼顾二维与三维表型分析需求。

图2 Metatlas配套自研软件

图3 一个平台，两套时序数据集

图4 基于高斯泼溅的水稻植株三维重建效果

03 三维表型参数提取 

基于三维点云数据，Metatlas平台集成了水稻器官实例分割算法及表型自动提取算法（Sun et al., 2026, Plant Methods），可实现植株尺度与器官尺度两个层次表型参数的自动提取。

植株尺度表型包括株高、幅宽、投影叶面积、凸包体积、紧凑度等；器官尺度表型包括叶长、叶宽、叶面积、叶倾角、叶方位角、穗长、穗宽、穗倾角、穗方位角等。上述参数覆盖了作物地上部主要形态结构特征，可广泛应用于种质资源精准鉴定与评价、表型—基因型关联分析、生长动态监测、功能结构模型及数字孪生场景构建等。

因作物类型、生育期等差异，器官尺度的作物表型自动获取算法属定制化服务。 

图5 基于Metatlas平台的不同水稻品种与施氮水平组合下剑叶叶倾角的动态变化特征分析(https://doi.org/10.1186/s13007-026-01524-7)

04 主要技术参数

设备尺寸：3000 mm×3000 mm×2500 mm（长×宽×高）

样品尺寸：株高不超过1500 mm，冠幅不超过800 mm（可定制其他尺寸）

样品承重：不超过150 kg

相机：6至11台（可定制），最大分辨率8160×6120（约5000万像素），自动对焦

重建质量：与商业化软件3DF重建点云误差＜0.2 cm（豪斯多夫距离），点云总数不少于300万（与实际）

配备图形工作站：CPU R7-9850X3D，运行内存32GB，显卡RTX5080/32G，硬盘SSD 1T（选配，配置可定制）

工作电源：AC 220 V ±10%，50 Hz

工作温湿度：-20°C至50°C，相对湿度小于90%无冷凝

工作环境要求：室内均匀散射光环境，具备无线与有线网络

05 江苏省农业科学院无锡分院

江苏省农业科学院无锡分院（简称“无锡分院”）成立于2021年9月，启运于2023年3月，由江苏省农业科学院与无锡市人民政府双重管理，为公益一类科研单位，针对无锡乃至经济发达地区粮食安全和现代农业发展的科技需求，开展农业基础研究、应用研究和宏观对策研究，致力于建设长三角一流、国内领先、国际有影响力的高水平现代农业科研机构。无锡分院设置智慧智能农业、生物育种、绿色低碳农业、农产品加工与质量安全、农业农村经济五大学科方向。

无锡分院智慧农业创新团队传承自1954年由新中国第一代农业气象、农业系统和农业模型学家高亮之先生创建的江苏省农业科学院农业模型创新团队，是国内最早从事农业系统模拟研究的团队之一。2023年，团队续脉无锡，已迅速组建起一支涵盖作物信息学、作物栽培学与耕作学、生态学、地理信息系统、农业机械化工程等专业的跨学科团队。三年来，团队承担国家自然科学基金5项、国家重点研发子课题2项，江苏省自然科学基金、江苏省重点研发课题等省部级以上课题10项。授权国家发明专利8项、实用新型专利2项、获得计算机软件著作权17项。

06无锡道合智慧农业科技有限公司

无锡道合智慧农业科技有限公司成立于2024年9月13日，为无锡分院科技成果转产业化开发的载体，是一家深度聚焦智慧农业领域的创新型科技企业。核心团队成员主要由无锡分院智慧智能农业研究室骨干人员兼任。

目前，公司主营产品，包括Metatlas作物多视角三维表型平台、“阡陌侦察鹰”智能低空巡田系统、“青禾守望者”智能农情综合监测站，广泛应用于农情监测、表型解析等智慧农业场景，形成“空地一体”的产品布局。

07 益昊农科：专业代理与技术支持

杭州益昊农业科技有限公司作为Metatlas作物多视角三维表型平台的代理商，面向农业科研院所、高校及种业企业提供产品销售、安装部署、技术培训与售后服务。

益昊农科聚焦农业绿色防控与数字农业技术应用，围绕智能虫情监测、农业物联网、智能装备及数字化平台等方向持续开展产品研发与项目实践。此次代理Metatlas平台，是公司在作物表型领域产品线的进一步延伸，旨在为科研用户提供从环境生态监测到三维表型获取的更加完整的技术工具体系。

公司将持续与农业科研院所、高校及产业合作伙伴协同，推动作物三维表型技术在种质资源鉴定、育种评价和数字农业中的应用落地，让高精度三维表型数据更好地服务于农业科研与生产实践。

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