三維激光掃描技術的發(fā)展，使得獲取形態(tài)萬千的植物3D數(shù)字化模型成為可能，無論是根、莖、葉，還是花和果實，這為研究植物的生理形態(tài)、結構及其相關功能提供了既精確又便捷的直觀分析工具。

在不接觸物體表面的情況下，快速捕獲復雜的自由形狀，生成高精度點云數(shù)據(jù)，這是傳統(tǒng)測量方法或測頭無法實現(xiàn)的。下面就以2個最新案例，帶大家了解3D掃描如何輕松捕捉各類植物形態(tài)，助力不同領域科研工作的開展。

根系掃描——泥石流研究

近日，在CCTV-13《大國科學家》系列報道中，為我國防災減災工作作出重要貢獻，被稱為“泥石流院士”的中國科學院院士崔鵬，正帶領中國科學院成都山地所的科研團隊，在汶川地震時極重災區(qū)四川省都江堰市龍溪河流域進行現(xiàn)場調查。

為了探究泥土中植物根系的分布及其對土壤的加固作用，分析生態(tài)在災害形成過程中的作用機理，科研人員需要在現(xiàn)場采集不同類型植物根系的形態(tài)結構等第一手數(shù)據(jù)，我們的RigelScan智能手持式激光3D掃描儀作為科研團隊的隨行設備，在此次野外調查中充分發(fā)揮了“精、準、快、小”的特點。

RigelScan最高精度達0.01mm，無論是直根系還是須根系，都可以精準實現(xiàn)3D還原；從設備啟動到完成完整根系模型的構建不過幾分鐘，簡單的操作、極高的效率可以大大減輕現(xiàn)場工作量；設備僅重1kg，小巧便攜，對于需要上山爬坡的野外調查來說，不會造成額外負擔。

崔鵬院士在采訪中介紹到，現(xiàn)場掃描得到不同類型植物的根系結構后，回去會根據(jù)精確的根系3D模型布置一系列的室內實驗，深入研究泥石流源區(qū)典型植物的根系特征及其抗拉力學特性。

植物根系不僅在三維空間中有著復雜的形態(tài)特征，還隨時間動態(tài)生長變化，其力學特性也具有明顯的非均勻性，因而傳統(tǒng)的理想根系模型往往難以真實反映根系對邊坡穩(wěn)定性的影響。引入高精度激光3D掃描儀后，使得精確的根系定量研究不再是難題，可以為廣大科技工作者研究出更好的防災減災技術提供最直接的科學依據(jù)。

杜鵑、樺樹、南楊杉、松樹等部分根系掃描數(shù)據(jù)展示如下：

花果掃描——植物學研究

三維激光掃描技術為植物的三維重建提供了一種全新的方法，不僅解決了手工測量等傳統(tǒng)采集手段速度慢、精度低的問題，而且具有全數(shù)字化的特征，方便數(shù)據(jù)的保存、使用和展示。此外，除了形態(tài)結構的三維重建，在點云數(shù)據(jù)基礎上結合貼圖軟件，能同時實現(xiàn)植物色彩紋理的真實復現(xiàn)。

▲圖片來源：實驗植物學雜志，第 73 卷，第 11 期，第 3308-3318 頁《花瓣的發(fā)展和闡述》

在中科院植物研究所某項關于植物器官的研究中，同樣引入了我們的RigelScan智能手持式激光3D掃描儀。采集地點在植物園和野外，采集不受時間、光照等條件限制，只需保證掃描過程中植物的靜止，就可以快速采集目標靜態(tài)結構信息。掃描獲取3D數(shù)據(jù)后，再結合多方位拍照記錄和Artmapping貼圖軟件，輕輕松松就實現(xiàn)了植物花朵、果實等器官的完整信息采集。部分掃描數(shù)據(jù)和貼圖數(shù)據(jù)展示如下：

▲百合

▲朱頂紅

▲松果

▲兜蘭

在三維立體空間中既可以全方位查看植物的色彩、形態(tài)、結構，也可以快速提取外形尺寸、表面積、體積等關鍵因子數(shù)據(jù)，相比于傳統(tǒng)數(shù)據(jù)采集手段來說，既快又全又準。

無論是植物的生長機理研究，還是地質災害的生態(tài)修復研究，探究自然界植物的原始形態(tài)，構建真實可靠的植物三維模型都是重要的研究手段。三維激光掃描技術通過快速、準確、有效地獲取植物三維空間信息，為研究人員的量化分析和可視化研究展示提供了高效便捷的利器。

研究是為了更好地保護。保護生物多樣性，保護同一個地球家園，與自然和諧共處，是我們共同期待的可持續(xù)發(fā)展。

秉承生態(tài)文明理念，共同構建地球生命共同體，“人不負青山，青山定不負人”。