La altitud de vuelo y el ángulo del sensor afectan las evaluaciones de altura de las plantas de algodón del sistema aéreo no tripulado
Autores: Adedeji, Oluwatola; Abdalla, Alwaseela; Ghimire, Bishnu; Ritchie, Glen; Guo, Wenxuan
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
La altitud de vuelo y el ángulo del sensor afectan las evaluaciones de altura de las plantas de algodón del sistema aéreo no tripulado
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Robótica
Palabras clave
Altura de la planta
Sistema aéreo no tripulado
Altitud de vuelo
ángulo de la cámara
Algodón
Estimación de biomasa
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 1
Citaciones: Sin citaciones
La altura de la planta es un rasgo biofísico crítico que indica las condiciones de crecimiento y desarrollo de la planta y es valioso para la estimación de biomasa y la predicción del rendimiento de cultivos. Este estudio examinó los efectos de la altitud de vuelo y el ángulo de la cámara en la cuantificación de la altura de la planta de algodón utilizando imágenes de sistemas aéreos no tripulados (UAS). Este estudio se llevó a cabo en un campo con un sistema de riego subterráneo en Lubbock, Texas, entre 2022 y 2023. Se recopilaron imágenes utilizando los DJI Phantom 4 RTK a dos altitudes (40 m y 80 m) y tres ángulos de sensor (45 grados, 60 grados y 90 grados) en diferentes etapas de crecimiento. Las imágenes resultantes representaron seis escenarios de altitudes de UAS y ángulos de cámara. La altura de la planta derivada se calculó posteriormente como la diferencia vertical entre la región apical de la planta y la elevación del suelo. La regresión lineal comparó las alturas derivadas de UAS con mediciones manuales de 96 parcelas. Las altitudes más bajas (40 m) superaron a las altitudes más altas (80 m) en todas las fechas. Para la temporada temprana (4 de julio de 2023), la altitud de 40 m tuvo r2 = 0.82-0.86 y RMSE = 2.02-2.16 cm en comparación con 80 m (r2 = 0.66-0.68, RMSE = 7.52-8.76 cm). Los ángulos oblicuos (45 grados) produjeron una mayor precisión que las imágenes en nadir (90 grados), especialmente en los resultados de la temporada tardía (24 de octubre de 2022) (r2 = 0.96, RMSE = 2.95 cm frente a r2 = 0.92, RMSE = 3.54 cm). Estos hallazgos guían los parámetros óptimos de UAS para la medición de la altura de la planta.
Descripción
La altura de la planta es un rasgo biofísico crítico que indica las condiciones de crecimiento y desarrollo de la planta y es valioso para la estimación de biomasa y la predicción del rendimiento de cultivos. Este estudio examinó los efectos de la altitud de vuelo y el ángulo de la cámara en la cuantificación de la altura de la planta de algodón utilizando imágenes de sistemas aéreos no tripulados (UAS). Este estudio se llevó a cabo en un campo con un sistema de riego subterráneo en Lubbock, Texas, entre 2022 y 2023. Se recopilaron imágenes utilizando los DJI Phantom 4 RTK a dos altitudes (40 m y 80 m) y tres ángulos de sensor (45 grados, 60 grados y 90 grados) en diferentes etapas de crecimiento. Las imágenes resultantes representaron seis escenarios de altitudes de UAS y ángulos de cámara. La altura de la planta derivada se calculó posteriormente como la diferencia vertical entre la región apical de la planta y la elevación del suelo. La regresión lineal comparó las alturas derivadas de UAS con mediciones manuales de 96 parcelas. Las altitudes más bajas (40 m) superaron a las altitudes más altas (80 m) en todas las fechas. Para la temporada temprana (4 de julio de 2023), la altitud de 40 m tuvo r2 = 0.82-0.86 y RMSE = 2.02-2.16 cm en comparación con 80 m (r2 = 0.66-0.68, RMSE = 7.52-8.76 cm). Los ángulos oblicuos (45 grados) produjeron una mayor precisión que las imágenes en nadir (90 grados), especialmente en los resultados de la temporada tardía (24 de octubre de 2022) (r2 = 0.96, RMSE = 2.95 cm frente a r2 = 0.92, RMSE = 3.54 cm). Estos hallazgos guían los parámetros óptimos de UAS para la medición de la altura de la planta.