Implementación de un sistema capaz de calcular el área foliar de una planta de gulupa a partir de imágenes que representen dos dimensiones de la planta mediante técnicas de procesamiento de imágenes

Abstract

Algunos productores de gulupa pertenecientes a la zona rural del municipio de Pasca Cundinamarca, manifiestan insatisfacción con los resultados generados por sus cultivos de gulupa. Lo anterior se genera debido a la falta de precisión en la aplicación de nutrientes; principalmente el nitrógeno, sobre el cultivo. Adherido a lo anterior, la aplicación desmedida de este elemento, conlleva a problemas económicos y ambientales, afectando el cultivo significativamente. Por otro lado, el estado de nitrógeno de una planta, puede ser estimado observando el crecimiento de la misma antes y después de un proceso de aplicación de dicho elemento. El objetivo de este proyecto es implementar un sistema que sea capaz de calcular el área foliar de una planta de gulupa, con el fin de ayudar al productor a obtener dicho parámetro. Este parámetro puede ser usado por el productor, para que evidencie el crecimiento de sus plantas luego de una aplicación de nitrógeno, con el fin de estimar el estado de dicho elemento por planta. Para el desarrollo de este proyecto, se utilizó una metodología para la adquisición de imágenes, en la cuál se utilizó una estructura de contraste y una cámara multiespectral. Esta metodología permite la fácil identificación por parte de un algoritmo de procesamiento de imágenes posteriormente implementado. El algoritmo mencionado anteriormente se dividió en dos etapas. En la primera etapa, se calculó el área en píxeles de una figura de contraste empleada en el proceso de adquisición de imágenes, además, el área de dos dimensiones de una planta en píxeles. La segunda etapa, calcula el área foliar real de las dos dimensiones ingresadas de la planta, en metros cuadrados. Los resultados obtenidos evidencian un área foliar frontal del cultivo promedio de 5.2𝑚2 y un área foliar lateral del cultivo promedio de 3.7𝑚2 . Teniendo en cuenta lo anterior, se recomienda realizar una estructura de contraste de fácil movilidad. Adherido a lo anterior, se debe cambiar el cuadro de contraste a un color negro mate con superficie lisa. Por otro lado, se puede evidenciar que el sistema es capaz de calcular el área foliar de una planta de gulupa, a partir de dos imágenes referentes a dos dimensiones de la planta, el calculo de dicho parámetro, está sujeto a un porcentaje de precisión del sistema entre el 87.16% y el 93.79%.

Some gulupa producers belonging to the rural area of the municipality of Pasca Cundinamarca, express dissatisfaction with the results generated by their gulupa crops. This is generated due to the lack of precision in the application of nutrients; mainly nitrogen, on the crop. Adhered to the above, the excessive application of this element, leads to economic and environmental problems, affecting the crop significantly. On the other hand, the nitrogen status of a plant can be estimated by observing its growth before and after an application process of said element The objective of this project is to implement a system that is capable of calculating the leaf area of a gulupa plant, in order to help the producer obtain this parameter. This parameter can be used by the producer, to show the growth of their plants after a nitrogen application, in order to estimate the state of said element per plant. For the development of this project, a methodology for image acquisition was used, in which a contrast structure and a multispectral camera were used. This methodology allowed easy identification by a subsequently implemented image processing algorithm. The algorithm mentioned above was divided into two stages. In the first stage, the area in pixels of a contrasting figure used in the image acquisition process was calculated, in addition, the area of two dimensions of a plant in pixels. The second stage calculates the real leaf area of the two dimensions entered into the plant, in square meters. The results obtained show a frontal leaf area of the average culture of 5.2𝑚2 and a lateral leaf area of the average culture of 3.7𝑚2 . Taking into account the above, it is recommended to make an easy mobility contrast structure. Adhered to the above, the contrast box should be changed to a matte black color with a smooth surface. On the other hand, it can be seen that the system is capable of calculating the leaf area of a gulupa plant, from two images referring to two dimensions of the plant, the calculation of said parameter is subject to a precision percentage of the system between 87.16% and 93.79%.