Modelización 3D de malas hierbas en cultivos de maíz mediante fotogrametría digital automatizada

Abstract

Este trabajo describe un proceso de fenotipado (i.e. reconstrucción y caracterización de la estructura geométrica de plantas) de Xanthium strumarium mediante técnicas de fotogrametría digital automatizada (Structure from Motion, SfM). La captura de imágenes se realizó con una cámara digital orientada en posición cenital y oblicua, ésta última a dos alturas, permitiendo cubrir todos los ángulos alrededor de las plantas seleccionadas. Se muestreó un total de 10 plantas de X. strumarium presentes en un campo de maíz, que sirvieron para crear sus respectivos modelos tridimensionales en base a algoritmos SfM y tecnología de reconstrucción 3D multi-vista. Estos modelos fueron validados con los datos reales de biomasa, altura de planta e índice de área foliar. Los resultados mostraron un ajuste satisfactorio entre los parámetros extraídos del modelo y la verdad terreno. Este trabajo demuestra las posibilidades de este método para la caracterización digital de poblaciones de malas hierbas.

This work describes a phenotyping process (i.e. reconstruction and characterization of the geometric structure of plants) for Xanthium strumarium using automated digital photogrammetry (Structure from Motion, SfM) techniques. The images were taken using a digital camera oriented in a zenith and lateral position, the latter at two heights, allowing to cover all the angles around the selected plants. A total of ten X. strumarium plants present in a maize field were sampled, which served to create their respective three-dimensional models based on SfM algorithms and multi-view 3D reconstruction technology. These models were validated with the actual data of biomass, plant height and leaf area index. The results showed a satisfactory adjustment of the parameters extracted from the model with the ground truth. This work demonstrates the possibilities of this method for the digital characterization of weed populations.