Sensibilidad de los parámetros de LiDAR a la biomasa aérea en espelta de invierno
Autores: Montzka, Carsten; Donat, Marco; Raj, Rahul; Welter, Philipp; Bates, Jordan Steven
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Sensibilidad de los parámetros de LiDAR a la biomasa aérea en espelta de invierno
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Robótica
Palabras clave
Biomasa
Cultivos
Sensores
LiDAR
AGB
Parámetros
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 1
Citaciones: Sin citaciones
La información sobre el estado actual de la biomasa de los cultivos es importante para evaluar si las condiciones de crecimiento son adecuadas en términos de suministro de agua y nutrientes, para determinar si es necesario reaccionar ante enfermedades y para predecir el rendimiento esperado. Los sensores basados en vehículos aéreos no tripulados (UAV) ópticos pasivos, como cámaras RGB o multiespectrales, son capaces de detectar la superficie del dosel y registrar, por ejemplo, características de las plantas relacionadas con la clorofila, que a menudo están correlacionadas de manera indirecta con la biomasa aérea. Sin embargo, las mediciones directas de la estructura de la planta pueden ser proporcionadas por sistemas LiDAR. En este estudio, se evalúan diferentes parámetros basados en LiDAR según su relación con la biomasa fresca y seca aérea (AGB) para un campo experimental de espelta de invierno en Dahmsdorf, Brandeburgo, Alemania. Se analizan los parámetros de altura de cultivo, fracción de huecos e intensidad de LiDAR según su correlación individual con AGB, y también se realiza un análisis multiparamétrico utilizando la regresión de mínimos cuadrados ordinarios (OLS). Los resultados indican altas correlaciones absolutas de AGB con la fracción de huecos y la altura del cultivo (-0.82 y 0.77 para AGB húmedo y -0.70 y 0.66 para AGB seco, respectivamente), mientras que la intensidad necesita una calibración o procesamiento adicional antes de que pueda ser utilizada adecuadamente para estimar AGB (-0.27 y 0.22 para AGB húmedo y seco, respectivamente). Un resultado importante de este estudio es que la utilización combinada de todos los parámetros de LiDAR a través de un análisis OLS resulta en una estimación de AGB menos precisa que con la fracción de huecos o la altura del cultivo por separado. Además, los estados futuros de AGB en junio y julio pudieron ser estimados a partir de los parámetros de LiDAR de mayo con alta precisión, lo que indica patrones espaciales estables en las características de los cultivos a lo largo del tiempo.
Descripción
La información sobre el estado actual de la biomasa de los cultivos es importante para evaluar si las condiciones de crecimiento son adecuadas en términos de suministro de agua y nutrientes, para determinar si es necesario reaccionar ante enfermedades y para predecir el rendimiento esperado. Los sensores basados en vehículos aéreos no tripulados (UAV) ópticos pasivos, como cámaras RGB o multiespectrales, son capaces de detectar la superficie del dosel y registrar, por ejemplo, características de las plantas relacionadas con la clorofila, que a menudo están correlacionadas de manera indirecta con la biomasa aérea. Sin embargo, las mediciones directas de la estructura de la planta pueden ser proporcionadas por sistemas LiDAR. En este estudio, se evalúan diferentes parámetros basados en LiDAR según su relación con la biomasa fresca y seca aérea (AGB) para un campo experimental de espelta de invierno en Dahmsdorf, Brandeburgo, Alemania. Se analizan los parámetros de altura de cultivo, fracción de huecos e intensidad de LiDAR según su correlación individual con AGB, y también se realiza un análisis multiparamétrico utilizando la regresión de mínimos cuadrados ordinarios (OLS). Los resultados indican altas correlaciones absolutas de AGB con la fracción de huecos y la altura del cultivo (-0.82 y 0.77 para AGB húmedo y -0.70 y 0.66 para AGB seco, respectivamente), mientras que la intensidad necesita una calibración o procesamiento adicional antes de que pueda ser utilizada adecuadamente para estimar AGB (-0.27 y 0.22 para AGB húmedo y seco, respectivamente). Un resultado importante de este estudio es que la utilización combinada de todos los parámetros de LiDAR a través de un análisis OLS resulta en una estimación de AGB menos precisa que con la fracción de huecos o la altura del cultivo por separado. Además, los estados futuros de AGB en junio y julio pudieron ser estimados a partir de los parámetros de LiDAR de mayo con alta precisión, lo que indica patrones espaciales estables en las características de los cultivos a lo largo del tiempo.