Análisis de la morfología vegetal utilizando una cámara 3D Público Deposited

La morfología vegetal es la rama de la biología que estudia la forma externa de las plantas (Müller 2000). El análisis de la forma y tamaño de las hojas de las plantas permite determinar su estado de salud y su capacidad para absorber la luz solar. En esta investigación se aborda el uso novedoso de una cámara 3D para analizar la forma de las plantas, en especial aquellas cuya forma imposibilita la aplicación de las técnicas de medición previamente reportadas en la literatura. Se presenta entonces la medición del área de cladodios de Opuntia Spp. pues sus espinas dificultan su manejo y sus dimensiones imposibilitan la utilización de aparatos diseñados para medir hojas. Las especies del género Opuntia (nopales) son cactáceas comestibles, nativas de América; En ellas, las hojas se encuentran transformadas en espinas y son los segmentos aplanados de su tronco (cladodios) los que presentan capacidades fotosintéticas. El método propuesto no es “destructivo”, el resultado se obtiene de inmediato, puede utilizarse in situ, es de bajo costo, emplea tecnología de punta y resuelve los problemas que presentarían los métodos clásicos de medición del área foliar al aplicarse a dichas plantas espinosas. La medición de los cladodios permite evaluar el rendimiento de un cultivo, decidir el momento para la cosecha o censar y caracterizar especímenes silvestres. En contraste con las imágenes 2D, con las imágenes 3D se considera la inclinación y curvatura de la muestra para determinar su superficie. Se propone calcular la inclinación vía la regresión lineal múltiple de una muestra al centro de la imagen. Para evaluar la estrategia se obtuvo el área de 12 cladodios con el método propuesto y otras cinco estrategias contra las que se comparó. El algoritmo presentó una exactitud del 95%, al nivel de las mejores estrategias destructivas, pero sin dañar la planta y es al menos 20 veces más rápido en términos del tiempo necesario para implementarlo. Para esta investigación se utilizó una cámara 3D Intel© RealSense© R200 que, si bien funciona con luz infrarroja (le afecta la luz solar), permite por primera vez capturas en campo. El algoritmo codificado en el lenguaje Java, tarda menos de 2 segundos en ejecutarse en un equipo con procesador Intel core I7 con 8 GB de RAM a 2.5 GHz. La base de datos con las imágenes 3D generadas, así como el código fuente pueden descargarse gratuitamente desde el sitio.

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  • 2020
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Última modificación: 09/19/2022
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