Estimando el Índice de Área Foliar Efectivo del Trigo de Invierno Basado en Datos de Nubes de Puntos de UAV
Autores: Yang, Jie; Xing, Minfeng; Tan, Qiyun; Shang, Jiali; Song, Yang; Ni, Xiliang; Wang, Jinfei; Xu, Min
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Estimando el Índice de Área Foliar Efectivo del Trigo de Invierno Basado en Datos de Nubes de Puntos de UAV
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Robótica
Palabras clave
índice de área foliar
Teledetección con UAV
Extracción de LAI
Nube de puntos 3-D
LAI efectivo para cultivos
Inversión multiángulo
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
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El índice de área foliar (LAI) es un parámetro biofísico de las plantas ampliamente utilizado que se requiere para modelar la fotosíntesis de las plantas y la estimación del rendimiento de los cultivos. La teledetección mediante UAV desempeña un papel cada vez más importante en la provisión de la fuente de datos necesaria para la extracción del LAI. Este estudio propuso un método basado en nubes de puntos 3-D derivadas de UAV para calcular automáticamente el LAI efectivo de los cultivos (LAIe). En este método, los datos de nubes de puntos 3-D de trigo de invierno filtrados de puntos de suelo desnudo se proyectaron sobre un hemisferio, y luego se calculó la fracción de huecos a través de la imagen hemisférica obtenida al proyectar la esfera sobre un plano. Se utilizaron un método de inversión de un solo ángulo y un método de inversión de múltiples ángulos, respectivamente, para calcular el LAIe a través de la fracción de huecos. Los resultados muestran una buena correlación lineal entre el LAIe calculado y el LAIe de campo medido por el método de fotografía hemisférica digital. En particular, el método de inversión de múltiples ángulos de proyección estereográfica logró la mayor precisión, con un R2 de 0.63. El método presentado en este documento funciona bien en la estimación del LAIe de las principales etapas de desarrollo foliar del ciclo de crecimiento del trigo de invierno. Ofrece un medio efectivo para mapear el LAIe de los cultivos sin necesidad de datos de referencia, lo que ahorra tiempo y costos.
Descripción
El índice de área foliar (LAI) es un parámetro biofísico de las plantas ampliamente utilizado que se requiere para modelar la fotosíntesis de las plantas y la estimación del rendimiento de los cultivos. La teledetección mediante UAV desempeña un papel cada vez más importante en la provisión de la fuente de datos necesaria para la extracción del LAI. Este estudio propuso un método basado en nubes de puntos 3-D derivadas de UAV para calcular automáticamente el LAI efectivo de los cultivos (LAIe). En este método, los datos de nubes de puntos 3-D de trigo de invierno filtrados de puntos de suelo desnudo se proyectaron sobre un hemisferio, y luego se calculó la fracción de huecos a través de la imagen hemisférica obtenida al proyectar la esfera sobre un plano. Se utilizaron un método de inversión de un solo ángulo y un método de inversión de múltiples ángulos, respectivamente, para calcular el LAIe a través de la fracción de huecos. Los resultados muestran una buena correlación lineal entre el LAIe calculado y el LAIe de campo medido por el método de fotografía hemisférica digital. En particular, el método de inversión de múltiples ángulos de proyección estereográfica logró la mayor precisión, con un R2 de 0.63. El método presentado en este documento funciona bien en la estimación del LAIe de las principales etapas de desarrollo foliar del ciclo de crecimiento del trigo de invierno. Ofrece un medio efectivo para mapear el LAIe de los cultivos sin necesidad de datos de referencia, lo que ahorra tiempo y costos.