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Extracción de área plana de copa y número de plantas de papaya mediante teledetección utilizando imágenes de UAV con una resolución espacial muy alta

Autores: Lai, Shuangshuang; Ming, Hailin; Huang, Qiuyan; Qin, Zhihao; Duan, Lian; Cheng, Fei; Han, Guangping

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2024

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Acceso abierto

Artículo científico
2024

Extracción de área plana de copa y número de plantas de papaya mediante teledetección utilizando imágenes de UAV con una resolución espacial muy alta


Categoría

Ciencias Agrícolas y Biológicas

Subcategoría

Agronomía y Ciencia de los Cultivos

Palabras clave

Gestión eficiente
Huertos comerciales
área plana de la corona
Número de plantas
Condiciones de crecimiento de la fruta
Precisión de extracción

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 20

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
El eficiente manejo de huertos comerciales requiere fuertemente información precisa sobre el estado de crecimiento de las plantas para la implementación de actividades agrícolas necesarias como la irrigación, fertilización y control de plagas. El área plana de la corona y el número de plantas son dos parámetros muy importantes que se relacionan directamente con las condiciones de crecimiento de la fruta y la productividad final de un huerto. En este estudio, con el fin de proponer un método novedoso y efectivo para extraer el área plana de la corona y el número de papayas maduras y jóvenes basado en imágenes de luz visible obtenidas de un DJ Phantom 4 RTK, comparamos diferentes índices de vegetación (NGRDI, RGBVI y VDVI), tipos de filtros (filtros pasa altos y bajos) y tamaños de kernel de convolución de filtro (3-51 píxeles). Luego, se utilizó el método de Otsu para segmentar el área plana de la corona de las papayas, y se utilizó el método de umbral de media-desviación estándar (MSDT) para identificar el número de plantas. Finalmente, se validó la precisión de extracción del área plana de la corona y el número de papayas maduras y jóvenes. Los resultados muestran que VDVI tuvo la mayor capacidad para separar las papayas de otros objetos en el suelo. El mejor tamaño de kernel de convolución de filtro fue de 23 píxeles para la extracción de áreas planas de corona en plantas maduras y jóvenes. En cuanto a la identificación del número de plantas, la segmentación podría establecerse en el umbral con el mayor puntaje F, es decir, el coeficiente de desviación n = 0 para plantas jóvenes individuales, n = 1 para las maduras individuales y n = 1.4 para las maduras conectadas por la corona. La verificación indicó que la precisión promedio de la extracción del área plana de la corona fue del 93.71% para huertos de papayas jóvenes y maduras y del 95.54% para extraer el número de plantas de papaya. Este conjunto de métodos puede proporcionar una referencia para la extracción de información sobre papayas y otros árboles frutales con una morfología de corona similar.

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