Un sistema de cámara multiespectral aérea programable para la estimación de biomasa de cultivos y contenido de nitrógeno en temporada
Autores: Geipel, Jakob; Link, Johanna; Wirwahn, Jan A.; Claupein, Wilhelm
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2016
Acceso abierto
Artículo científico
2016
Un sistema de cámara multiespectral aérea programable para la estimación de biomasa de cultivos y contenido de nitrógeno en temporada
Categoría
Ciencias Agrícolas y Biológicas
Subcategoría
Ciencias Agrícolas y Biológicas Generales
Palabras clave
Prototipo
Sistema de cámara multiespectral
Biomasa sobre el suelo
Contenido de nitrógeno
NDVI
REIP
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 26
Citaciones: Sin citaciones
El estudio presenta un prototipo de sistema de cámara multiespectral para la estimación aérea de biomasa y contenido de nitrógeno (N) en trigo de invierno (L.). El sistema es completamente programable y está diseñado como una carga útil ligera para sistemas de aeronaves no tripuladas (UAS). Se basa en una cámara multisensor industrial y un rutina de procesamiento de imágenes personalizable. El sistema fue probado en un ensayo de campo de N fertilizado dividido en diferentes etapas de crecimiento entre el final de la elongación del tallo y el final de la antesis. Las imágenes multiespectrales adquiridas fueron procesadas para índice de vegetación de diferencia normalizada (NDVI) y ortoimágenes de punto de inflexión de borde rojo (REIP) para un análisis con modelos de regresión lineal simple. Los mejores resultados para la estimación de biomasa aérea se lograron con el NDVI (r = 0.72-0.85, RMSE = 12.3%-17.6%), mientras que el contenido de N se estimó mejor con el REIP (r = 0.58-0.89, RMSE = 7.6%-11.7%). Además, el NDVI y el REIP predijeron el rendimiento de grano con un alto nivel de precisión (r = 0.89-0.94, RMSE = 9.0%-12.1%). El contenido de proteína del grano podría predecirse mejor con el REIP (r = 0.76-0.86, RMSE = 3.6%-4.7%), con la limitación de inexactitudes de predicción para dosel deficiente en N.
Descripción
El estudio presenta un prototipo de sistema de cámara multiespectral para la estimación aérea de biomasa y contenido de nitrógeno (N) en trigo de invierno (L.). El sistema es completamente programable y está diseñado como una carga útil ligera para sistemas de aeronaves no tripuladas (UAS). Se basa en una cámara multisensor industrial y un rutina de procesamiento de imágenes personalizable. El sistema fue probado en un ensayo de campo de N fertilizado dividido en diferentes etapas de crecimiento entre el final de la elongación del tallo y el final de la antesis. Las imágenes multiespectrales adquiridas fueron procesadas para índice de vegetación de diferencia normalizada (NDVI) y ortoimágenes de punto de inflexión de borde rojo (REIP) para un análisis con modelos de regresión lineal simple. Los mejores resultados para la estimación de biomasa aérea se lograron con el NDVI (r = 0.72-0.85, RMSE = 12.3%-17.6%), mientras que el contenido de N se estimó mejor con el REIP (r = 0.58-0.89, RMSE = 7.6%-11.7%). Además, el NDVI y el REIP predijeron el rendimiento de grano con un alto nivel de precisión (r = 0.89-0.94, RMSE = 9.0%-12.1%). El contenido de proteína del grano podría predecirse mejor con el REIP (r = 0.76-0.86, RMSE = 3.6%-4.7%), con la limitación de inexactitudes de predicción para dosel deficiente en N.