A fenotipagem continua a ser um gargalo na pesquisa genética e no melhoramento de culturas. Drones ou veículos automáticos não tripulados (UVAs) não são apenas ótimos brinquedos para todas as idades, mas usá-los no campo pode acelerar muito a medição de milhares de plantas.
O uso de drones para análises inclui várias etapas, como planejamento de voo, levantamento de pontos de controle no solo, georreferenciamento, aquisição de imagens, calibração da câmera e processamento de imagens. Os levantamentos de UAV geralmente usam raro fotografia, o que significa que as imagens são tiradas com o eixo da câmera diretamente abaixo em uma posição vertical enquanto fotografia oblíqua usando a câmera movendo-se ao longo do eixo inclinado em um ângulo em relação à vertical. Com ambos os métodos, nuvens de pontos 3D são criadas para calcular diferentes medições.
Que e colegas do Universidade Agrícola da China compararam medidas nadir, oblíquas e manuais de altura de planta e índice de área foliar (IAF) de plantas de milho. O projeto de pesquisa descobriu que a fotografia oblíqua pode fornecer informações mais detalhadas sobre a arquitetura da planta. O principal cientista, Dr. Yingpu Che, também foi recentemente co-autor de um projeto de pesquisa sobre como o aprendizado profundo oferece uma chance de melhorar a precisão da detecção de pendões de milho.
A equipe de pesquisa montou testes de campo em Lishu, Jilin, China, com 3,600 plantas de milho. Os pesquisadores mediram a altura da planta e o índice de área foliar (IAF) de um número representativo de 1,200 plantas em quatro estágios de crescimento de 10 linhagens puras com um dispositivo LI-COR manualmente e Drone UAV DJI Inspires 2 com uma Câmera ZENMUSE X5S acima das parcelas usando um software de planejamento de voo de código abertoPara a fotografia oblíqua, foram utilizados três planos de voo com inclinação dos ângulos da câmera em 45°, 90° e 135°. A resolução das imagens era de 5280×3956 pixels.
A estimativa da altura da planta a partir do nadir e imagens oblíquas foram altamente precisas em comparação com as medições manuais. Os pesquisadores identificaram linhas de milho endogâmicas que eram significativamente mais altas ou mais baixas em diferentes estágios de crescimento. As nuvens de pontos obtidas pela fotografia oblíqua eram mais completas do que as da fotografia nadir. Como mencionado anteriormente, as imagens oblíquas são obtidas de uma câmera inclinada e os pesquisadores descobriram que as imagens do nadir não são confiáveis para estimar a área foliar mais próxima do solo. Embora a imagem nadir tenha sido mais comumente usada para medições de plantas, este estudo revela os claros benefícios do uso de imagens oblíquas.
Che e seus colegas explicaram, “a fotografia oblíqua permite a reconstrução de superfícies verticais ou inclinadas do dossel pesquisado”, mas acrescentou, “deve-se destacar que a fotografia oblíqua precisa de mais tempo e armazenamento na aquisição de dados, cerca de 3 vezes do que a fotografia nadir em nosso estudo ”.
Os cientistas concluíram: “a tecnologia de análise de imagens pode ajudar a extrair características fenotípicas de culturas em todo o estágio de crescimento de forma automática e eficiente com um número limitado de medições de campo por observações de UAV. No futuro, as informações do fenótipo podem ser combinadas com estudos de associação ampla do genoma para projetar o crescimento da planta em nível genético”.
O método da A Organização das Nações Unidas para Agricultura e Alimentação revisou e destacou como o uso de drones na agricultura pode ajudar os países a alcançar Objetivos de Desenvolvimento Sustentável até 2030 e até Goldman Sachs prevê que o setor agrícola será o segundo maior usuário de drones do mundo.
Esta pesquisa mostra como usar drones não é apenas divertido, mas útil, e que o posicionamento da câmera pode ter um grande efeito.
