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Mecanismo de compensación de intercepción láser de dosel: método de monitoreo preciso LiDAR UAV para la altura del algodón

Autores: Xu, Weicheng; Yang, Weiguang; Wu, Jinhao; Chen, Pengchao; Lan, Yubin; Zhang, Lei

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2023

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Acceso abierto

Artículo científico


Categoría

Ciencias Agrícolas y Biológicas

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 15

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
La altura de la planta es un rasgo fenotípico crucial que desempeña un papel vital en la predicción del crecimiento y rendimiento del algodón, así como en la estimación de la biomasa en las plantas de algodón. La estimación precisa de la altura del dosel a partir de datos LiDAR de un solo vuelo sigue siendo un desafío formidable en los patrones actuales de cultivo de algodón de alta densidad, donde el follaje denso obstaculiza la recolección del terreno desnudo, especialmente después de la floración. Los métodos existentes basados en LiDAR para la estimación de la altura del algodón sufren de errores significativos. En este estudio, se propone un nuevo método para compensar la estimación de la altura del dosel utilizando la tasa de intercepción láser del dosel. Los puntos de tierra se extraen mediante el algoritmo de filtrado de tierra, y se calcula la tasa de intercepción láser por unidad de volumen del dosel para representar la densidad del dosel y compensar la estimación de la altura del algodón. La función de compensación de altura segmentada apropiada se determina mediante la agrupación y el análisis paso a paso de la tasa de intercepción láser del dosel. Verificados por 440 grupos de datos de altura medidos manualmente en el campo, los resultados muestran que el mecanismo de compensación de intercepción láser del dosel es de gran ayuda para mejorar la precisión de la estimación de LiDAR. R y RMSE alcanzan 0.90 y 6.18 cm, respectivamente. En comparación con el método de estimación antes de la compensación, R aumenta un 13.92%, y el RMSE se reduce en un 49.31%. Y cuando la tasa de intercepción del dosel es mayor al 99%, el efecto de compensación es más evidente, y el RMSE se reduce en un 62.49%. Este resultado de investigación puede mejorar significativamente la precisión de la estimación de altura de UAV para áreas de algodón de alta densidad de siembra, lo que es útil para mejorar la eficiencia de la cría de calidad de algodón y coincidir con los datos genómicos.

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