Medición de cladodios de Opuntia spp. en fotografías en tercera dimensión

• Sergio Contreras-Murillo ^[1] ; Sergio de-los-Cobos-Silva ^[1] ; Roman A. Mora-Gutiérrez ^[1] ; Pedro Lara-Velázquez ^[1] ; Miguel A. Gutiérrez-Andrade ^[1] ; Eric A. Rincón-García ^[1]
  1. [1] Universidad Autónoma Metropolitana

     Universidad Autónoma Metropolitana

     México

     
• Localización: Agrociencia, ISSN 2521-9766, ISSN-e 1405-3195, Vol. 54, Nº. 2, 2020, págs. 177-194
• Idioma: español
• Títulos paralelos:
  • Measurement of cladodes of Opuntia spp. in three-dimensional photographs
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• Resumen
  • español

    Las especies del género Opuntia (nopales) son cactáceas comestibles, nativas de América; sus hojas, transformadas en espinas, dificultan su manejo. En esta investigación se presenta la medición del área de cladodios de Opuntia a partir de la toma de fotografías 3D, con la finalidad de que no sea necesario manipular la planta espinosa. El método propuesto es “no 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 de medición del área foliar citados en la literatura al aplicarse a dichas plantas espinosas. En contraste con las imágenes 2D, con las imágenes 3D se considera la inclinación y curvatura de la muestra para determinar su superficie. La inclinación se calcula vía la regresión lineal múltiple de una muestra al centro de la imagen. La medición de los cladodios permite evaluar el rendimiento de un cultivo, decidir el momento para la cosecha o censar y caracterizar especímenes silvestres. 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 presenta el mejor rendimiento en términos del tiempo necesario para obtener un resultado. La base de datos con las imágenes 3D generadas, así como el código fuente pueden descargarse gratuitamente desde el sitio http://www.serconmur.com/area-foliar-3d.html.

  • English

    The species of the genus Opuntia (prickly pear) are edible cacti, native to America; its leaves, transformed into spines, make its handling difficult. In this research, we measured the area of Opuntia cladodes using 3D photographs in order to avoid the handling of the spinous plant. The proposed in situ method is “non-destructive”, it generates immediate results, it is low cost, employs cutting edge technology, and solves the problems that occur with the leaf area measuring methods cited in the references when applied to this spinous plant. Unlike 2D images, 3D images consider the inclination and curvature of the sample to determine its area. By applying multiple linear regression, we can calculate the inclination from a sample to the center of the image. The measurement of cladodes allows us to evaluate the yield of a crop, decide the time for harvest, or survey and characterize wildlife specimens. To evaluate this strategy, we determined the area of 12 cladodes with the proposed method and five other strategies for comparison. The algorithm showed a 95% accuracy, as the best destructive strategies, but without damaging the plant; it also showed the best performance in terms of the time required for a result. The database with the generated 3D images, as well as the source code, can be downloaded for free from http://www.serconmur. com/area-foliar-3d.html.