VitiCanopy 1.0.2

O VitiCanopy

VitiCanopy (De Bei et al., 2016) wykorzystuje przednią kamerę i funkcje GPS urządzenia do automatycznego implementowania algorytmów analizy obrazu na cyfrowych obrazach daszków w górę i obliczania odpowiednich parametrów architektury czaszy.

Dzięki analizie ułamków szczelinowych VitiCanopy oblicza następujące parametry architektury czaszy:

• Indeks obszaru liścia (LAI): całkowity jednostronny obszar tkanki liścia na jednostkę powierzchni gruntu. • Efektywny indeks obszaru liścia (LAIe): LAI skorygowany przez indeks zbrylania. • Pokrywa czaszy: procent (ułamek) powierzchni gruntu pokrytej pionowym rzutem czaszy. Pokrywa czaszy jest równa 1, gdy cały obraz jest pokryty liśćmi, bez przerw. • Porowatość czaszy: procent przerw w obrazie (spacje), które mogą być związane z przenikaniem światła przez baldachim. • Indeks zbrylania: stosunek efektywnego indeksu powierzchni roślin lub liści do rzeczywistego indeksu powierzchni roślin lub liści (Macfarlane et al., 2007). Jest równa 1, gdy liście są losowo rozprowadzane w baldachim i jest mniejsza niż jedna, gdy liście stają się bardziej skupione w grudkach. W przypadku winorośli współczynnik ten jest bliski lub równy 1 (losowa dyspersja), chyba że istnieją sekcje obrazu z dużymi przerwami, w których nie ma baldachimi.

Powyższe parametry są obliczane zgodnie z algorytmami opisanymi w Fuentes et al. (2008, 2014), które zostały obliczone na podstawie Macfarlane et al. (2007):

frakcje pokrywy rzutowej liści ( Ff ) = 1- tg/tp pokrywa koronowa ( Fc ) = 1- lg/tp porowatość korony ( φ ) = ff/ fc Gdzie lg = duży piksel przerwy, tg = całkowita liczba pikseli we wszystkich odstępach, tp = całkowita przerwa pikseli.

LAI oblicza się w następujący sposób: LAI = -fc lnΦ/k Gdzie k jest współczynnikiem ekstynkcji światła.

*Należy pamiętać, że w przypadku winorośli k odnotowano w zakresie od 0,65 do 0,75. Domyślna wartość k dla aplikacji jest ustawiona na 0,7 zgodnie z raportem dla winorośli w Fuentes et al., (2014), De Bei et al., (2016). Określone wartości k na obraz można uzyskać, mierząc fotosyntetyczne aktywne promieniowanie (PAR) w górnej części czaszy (Io) i skąd obraz jest wykonany (I) w celu uzyskania większej dokładności. W tym przypadku k = 1 − I/Io (Poblete et al., 2015). LAI dla upraw innych niż winorośli mogą być mierzone za pomocą aplikacji, wybierając odpowiednią wartość k.

Aplikacja oblicza również indeks zbrylania: Ω(0) = (1- Φ) ln(1-ff)/ln(Φ)ff Indeks zbrylania jest współczynnikiem korygowania w celu uzyskania skutecznego LAI (LAIe) jako produktu: LAIe = LAI x ω(0)

Odwołania De Bei R.; Fuentes S.; Gilliham M.; Tyerman S.; Edwards E.; Bianchini N.; Smith J.; Collins C. 2016. VitiCanopy: darmowy komputer App do oszacowania wigor baldachim i porowatość dla winorośli. Czujniki 2016, 16, 585.

Fuentes S., Poblete-Echeverria C., Ortega-Farias S., Tyerman S.D., De Bei R. 2014. Automatyczne szacowanie indeksu obszaru liści (LAI) z daszek winorośli przy użyciu fotografii okładkowej, wideo i metod analizy obliczeniowej. Australian Journal of Grape and Wine Research, 20 (3): 465-473

Fuentes S., Palmer A.R., Taylor D., Zeppel M., Whitley R., Eamus D. 2008. Zautomatyzowana procedura szacowania wskaźnika powierzchni liści (LAI) ekosystemów leśnych przy użyciu obrazów cyfrowych, programowania Matlab&reg i jego zastosowania w celu zbadania relacji między zdalnie wykrywanymi i polowymi pomiarami LAI. Funkcjonalna biologia roślin, 35: 1070-1079

Macfarlane C., Arndt S.K., Livesley S.J., Edgar A.C., White D.A., Adams M.A., Eamus D. 2007. Oszacowanie indeksu obszaru liści w lesie eukaliptusowym z pionowymi liśćmi, przy użyciu fotografii rybieka z okładką i pełnoklatką. Ekologia i zarządzanie lasami, 242(2-3): 756-763

Poblete-Echeverría C., Fuentes S., Ortega-Farias S., Gonzalez-Talice J., Yuri J.A. 2015. Cyfrowa fotografia okładkowa do szacowania indeksu powierzchni liści (LAI) w jabłoniach przy użyciu zmiennego współczynnika wyeksleszania światła. Czujniki, 15: 2860-2872