12亿个点复刻120年底蕴！南农元宇宙场景上线

南京农业大学虚拟主楼模型。学校供图

晨报讯（通讯员 俞佳宁 许天颖 南京晨报/爱南京记者 刘静）每秒发射约30万个激光点，不出10分钟，南京农业大学主楼从卫岗1号“复制粘贴”进电脑里。依靠该校前沿交叉研究院副教授金时超领衔的三维表型组研究团队激光雷达技术，这座以点云的形式呈现的虚拟主楼模型与现实中的主楼仅有厘米/毫米级误差。

近日，南京农业大学元宇宙场景正式上线，大到楼宇的轮廓、主楼的石狮子，小到建筑物的门窗、砖石，甚至连建筑花纹等细节在3D模型中都清晰可见。“南农元宇宙场景通过约12亿个点来定位和重现。所谓点云，就是把现实生活中的几何对象以点的形式进行数字化表达，每个点记录了XYZ坐标和颜色等信息。无数的点云勾勒出虚拟世界的主楼。”金时超讲解道。这套技术在自动驾驶、数字城市、灾害勘探中都有着重要的应用。如今，这项技术也为数字农业插上了科技的翅膀。

种子是农业的“芯片”，既是保障国家粮食安全的战略性资源，又是农业科技原始创新与现代种业发展的基础。开展优质种质资源的鉴定、保护、利用是种业强大的战略需求。作物表型是基因及环境因素相互作用共同形成的生物体综合表现，反映了植物基因图谱的时序三维表达。因此，高通量、多维度、长时序的表型测量需求日益迫切。

金时超说：“作物表型数据的人工调查不仅存在取样代表性难以保障的问题，而且是传统作物育种最费时费力的环节之一。千余个试验材料、每个材料3个小区、每个小区取3个以上样本……即使是最简单的株高测量，在田间测上一轮也需要大半天的时间。”作物表型的高通量精准鉴定是当前限制突破性新品种培育的关键技术瓶颈。

用激光雷达等三维表型测量技术，半个小时就能实现以上数据的自动化采集。采集出的数据会覆盖到田间每一株作物，是生物统计中从抽样估计到总体分析的研究范式的飞跃，将有效提高田间试验统计的准确度、精确度以及效率。更重要的是，数字化的三维表达有效保存了田间真实场景，为可重复的发掘新性状提供了新视角。