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Blooming charge assessment in apple orchards for automatic thinning activities

Gabriele Daglio
Gabriele Daglio
, 
Raimondo Gallo
Raimondo Gallo
 and 
Fabrizio Mazzetto
Fabrizio Mazzetto
   | Dec 31, 2019
Die Bodenkultur: Journal of Land Management, Food and Environment's Cover Image
Die Bodenkultur: Journal of Land Management, Food and Environment
Volume 70 (2019): Issue 3 (December 2019)
Special Issue: with invited papers from the 47th International Symposium „Actual tasks on Agricultural Engineering“ (ATAE), 5th – 7th March 2019, Opatija, Croatia, http://atae.agr.hr/, Editor: Prof. Andreas Gronauer
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Article Category: Research Article
Published Online: Dec 31, 2019
Page range: 171 - 180
Received: Jul 02, 2019
Accepted: Aug 19, 2019
DOI: https://doi.org/10.2478/boku-2019-0015
Keywords
© 2019 Gabriele Daglio et al., published by Sciendo
This work is licensed under the Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 3.0 License.

Figure 1

The figure shows the ByeLab used during the survey, the sensors mounted on the metal structure (on the left of the three OptRx™ sensors, on the central pole: (i) the GNSS receiver, (ii) the two LiDARs, and (iii) the IMU) and on the white structure the computerAbbildung 1. Die Abbildung zeigt das bei der Vermessung verwendete ByeLab, die an der Metallstruktur montierten Sensoren (links die drei OptRx ™ -Sensoren, am Mittelpol: i) den GNSS-Empfänger, ii) die beiden LiDARs und iii) die IMU) und auf der weißen Struktur den Computer
The figure shows the ByeLab used during the survey, the sensors mounted on the metal structure (on the left of the three OptRx™ sensors, on the central pole: (i) the GNSS receiver, (ii) the two LiDARs, and (iii) the IMU) and on the white structure the computerAbbildung 1. Die Abbildung zeigt das bei der Vermessung verwendete ByeLab, die an der Metallstruktur montierten Sensoren (links die drei OptRx ™ -Sensoren, am Mittelpol: i) den GNSS-Empfänger, ii) die beiden LiDARs und iii) die IMU) und auf der weißen Struktur den Computer

Figure 2

The two training systems in the row used: 2D system (left) and Spindel (right)Abbildung 2. Die beiden Trainingssysteme in der betrachteten Reihe: 2D (links) und Spindel (rechts)
The two training systems in the row used: 2D system (left) and Spindel (right)Abbildung 2. Die beiden Trainingssysteme in der betrachteten Reihe: 2D (links) und Spindel (rechts)

Figure 3

From left to right: apple tree in the pre-, full-, and post-blooming stagesAbbildung 3. Von links nach rechts: Apfelbäume in den drei Entwicklungsstadien Blühbeginn, Vollblüte und Ende der Blüte
From left to right: apple tree in the pre-, full-, and post-blooming stagesAbbildung 3. Von links nach rechts: Apfelbäume in den drei Entwicklungsstadien Blühbeginn, Vollblüte und Ende der Blüte

Figure 4

Example of an output of the LiDAR data elaborationAbbildung 4. Beispiel für die Ausgabe von LiDAR-Daten
Example of an output of the LiDAR data elaborationAbbildung 4. Beispiel für die Ausgabe von LiDAR-Daten

Figure 5

Output from merging the LiDAR and OptRx™ dataAbbildung 5. Ausgabe und Zusammenführung von LiDAR- und OptRx™ -Daten
Output from merging the LiDAR and OptRx™ dataAbbildung 5. Ausgabe und Zusammenführung von LiDAR- und OptRx™ -Daten

Figure 6

Spectral signatures of two sets of flower and apple leaves collected from different treesAbbildung 6. Spektrale Signatur von zwei Paaren von Blüten- und Apfelblättern, die von verschiedenen Bäumen gesammelt wurden
Spectral signatures of two sets of flower and apple leaves collected from different treesAbbildung 6. Spektrale Signatur von zwei Paaren von Blüten- und Apfelblättern, die von verschiedenen Bäumen gesammelt wurden

Figure 7

NDVI index associated with lower and upper surfaces of leaves (left) and flowers and petals (right). Pure flowers show NDVI values that are slightly negative or at least very near to 0Abbildung 7. NDVI für die untere und obere Blattfläche (links) sowie für Blüten und Blütenblätter (rechts). Reine Blüten zeigen leicht negative NDVI-Werte, jedenfalls sehr nahe bei 0
NDVI index associated with lower and upper surfaces of leaves (left) and flowers and petals (right). Pure flowers show NDVI values that are slightly negative or at least very near to 0Abbildung 7. NDVI für die untere und obere Blattfläche (links) sowie für Blüten und Blütenblätter (rechts). Reine Blüten zeigen leicht negative NDVI-Werte, jedenfalls sehr nahe bei 0

Figure 8

Box and whisker plots of the NDVI and WFI associated with leaves (in blue) and flowers (in orange). The boxes show the values of the VIs obtained via the reflectance values measured with the portable spectrophotometer on 30 leaves and flowers of apple treesAbbildung 8 Box- und Whisker-Plots von NDVI- und WFI-Index für Blätter (blau) und Blüten (orange). Die Boxen zeigen die Werte der VIs, die durch die Reflexionswerte erhalten wurden, welche mit dem tragbaren Spektralphotometer an 30 Blättern und Blüten bei Apfelbäumen gemessen wurden
Box and whisker plots of the NDVI and WFI associated with leaves (in blue) and flowers (in orange). The boxes show the values of the VIs obtained via the reflectance values measured with the portable spectrophotometer on 30 leaves and flowers of apple treesAbbildung 8 Box- und Whisker-Plots von NDVI- und WFI-Index für Blätter (blau) und Blüten (orange). Die Boxen zeigen die Werte der VIs, die durch die Reflexionswerte erhalten wurden, welche mit dem tragbaren Spektralphotometer an 30 Blättern und Blüten bei Apfelbäumen gemessen wurden

Figure 9

Potential correlation between the NDVI value and number of flowersAbbildung 9. Potenzielle Korrelation zwischen NDVI-Werten und der Blütenmenge
Potential correlation between the NDVI value and number of flowersAbbildung 9. Potenzielle Korrelation zwischen NDVI-Werten und der Blütenmenge

Figure 10

Trend of NDVI values for the canopy during the monitoring period. The blue line represents the correlation between NDVI value and number of flowers in pre-blooming, the red one in full blooming, and the green one in post-blooming.Abbildung 10. Trend der NDVI-Werte für den Baldachin während des Überwachungszeitraums. Die blaue Linie stellt die Korrelation zwischen dem NDVI-Wert und der Anzahl der Blüten in der Vorblüte dar, die rote in voller Blüte und die grüne in der Nachblüte.
Trend of NDVI values for the canopy during the monitoring period. The blue line represents the correlation between NDVI value and number of flowers in pre-blooming, the red one in full blooming, and the green one in post-blooming.Abbildung 10. Trend der NDVI-Werte für den Baldachin während des Überwachungszeitraums. Die blaue Linie stellt die Korrelation zwischen dem NDVI-Wert und der Anzahl der Blüten in der Vorblüte dar, die rote in voller Blüte und die grüne in der Nachblüte.

Figure 11

Top-view TLS (above) and ByeLab (below) scans of the row. The point of change in the training system is indicated in black. It is visible in the stretching between the two scans.Abbildung 11. TLS-Scan (oben) und ByeLab-Scan (unten) einer Reihe. Der Punkt des Wechsels im Trainingssystem ist in Schwarz angezeigt. Die Dehnung zwischen den beiden Scans ist erkennbar.
Top-view TLS (above) and ByeLab (below) scans of the row. The point of change in the training system is indicated in black. It is visible in the stretching between the two scans.Abbildung 11. TLS-Scan (oben) und ByeLab-Scan (unten) einer Reihe. Der Punkt des Wechsels im Trainingssystem ist in Schwarz angezeigt. Die Dehnung zwischen den beiden Scans ist erkennbar.

Figure 12

Descriptive maps of a row divided into equal sections along the longitudinal axis showing NDVI classes (white and yellow represent high and moderate blooming charges, respectively, while cyan and green represent moderate and high amounts of leaves, respectively) and thickness classes for the canopy during the blooming period.Abbildung 12. Beschreibende Karten einer Reihe, die in gleiche Abschnitte entlang der Längsachse unterteilt sind, und die NDVI-Klassen (Weiß und Gelb stehen für eine hohe bzw. moderate Blütendichte; Cyan und Grün stehen für eine moderate und hohe Anzahl von Blättern) und Dickenklassen des Blätterdaches während der Blütezeit.
Descriptive maps of a row divided into equal sections along the longitudinal axis showing NDVI classes (white and yellow represent high and moderate blooming charges, respectively, while cyan and green represent moderate and high amounts of leaves, respectively) and thickness classes for the canopy during the blooming period.Abbildung 12. Beschreibende Karten einer Reihe, die in gleiche Abschnitte entlang der Längsachse unterteilt sind, und die NDVI-Klassen (Weiß und Gelb stehen für eine hohe bzw. moderate Blütendichte; Cyan und Grün stehen für eine moderate und hohe Anzahl von Blättern) und Dickenklassen des Blätterdaches während der Blütezeit.
eISSN:
0006-5471
Language:
English
Publication timeframe:
4 times per year
Journal Subjects:
Life Sciences, Ecology, other
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