El diagnóstico preciso del estado nutricional de los cultivos es fundamental para optimizar el rendimiento y la calidad en la agricultura moderna. Este estudio mejora la precisión del diagnóstico de nutrientes basado en espectroscopia Raman, mejorando su aplicación en la agricultura de precisión. Proponemos un método para identificar posiciones diagnósticas óptimas en las hojas de pepino para la detección temprana de deficiencias de nitrógeno (N), fósforo (P) y potasio (K), proporcionando así una base científica sólida para la fenotipificación de alto rendimiento utilizando espectroscopia Raman (RS). Utilizando un enfoque de matriz de puntos, recopilamos datos de RS en diferentes posiciones de las hojas y exploramos la selección de posiciones diagnósticas a través del análisis de similitud coseno espectral. Estos resultados proporcionan información crítica para desarrollar métodos rápidos y no destructivos para el monitoreo del estrés nutricional en los cultivos. Los resultados muestran que la similitud espectral entre posiciones exhibe una mayor inestabilidad durante las primeras etapas de desarrollo de las hojas o bajo estrés nutricional a corto plazo (24 h), con diferencias significativas en la estabilidad de los datos espectrales entre los grupos de tratamiento. Sin embargo, el análisis visual de la distribución espacial de posiciones con valores de similitud más bajos revela patrones de distribución de similitud espectral consistentes entre los diferentes grupos de tratamiento, con los valores de similitud más bajos observados predominantemente en los márgenes de las hojas, cerca de las venas principales y en la base de la hoja. Excluir datos de baja similitud mejoró significativamente el rendimiento del modelo para el diagnóstico temprano (24 h) de deficiencias nutricionales, resultando en una mayor precisión, recuperación y puntuaciones F1. Basado en estos resultados, se ha validado la eficacia del método propuesto para seleccionar posiciones diagnósticas. Se recomienda evitar la recopilación de datos de RS de áreas cercanas a los márgenes de las hojas, venas principales y la base de la hoja al diagnosticar deficiencias nutricionales tempranas en las plantas para mejorar la precisión diagnóstica.