Comparación de programas de computación para

Comparación de programas de computación para recuento y tipificación
de impactos de aspersión sobre tarjetas sensibles
Ing. Agr. Pedro Daniel Leiva & Eng. Eduardo Cordeiro Araujo
INTA, EEA Pergamino - Agrotec Tecnologia Agrícola e Industrial Ltda (Pelotas, RS, Brasil).
Introducción
El término “calidad de aplicación” hace referencia a la cantidad de caldo asperjado que
alcanza el objetivo del tratamiento fitosanitario. La forma de cuantificarlo es evaluando
la cobertura de gotas y estimando el volumen de aplicación en función del tamaño y
número de gotas. Dado que lo que se observa sobre la tarjeta sensible no son gotas sino
manchas, hay que realizar la transformación considerando el factor de expansión que
sufre la gota al chocar con la superficie de la tarjeta. Con lupa puede realizarse el
recuento de las manchas pero no los parámetros referidos a diámetros medios
(volumétrico y numérico) y consecuente volumen de aplicación.
En razón de lo expuesto, y haciendo uso de la tecnología disponible en análisis de
imágenes y cálculo computarizado, existen programas diseñados especialmente para
contar y caracterizar una aspersión. Entre ellos podemos mencionar: CIR 1.5,
StainMaster 1.0.8 ambos desarrollados en Argentina; AgroScan y e-Sprinkle
desarrollados en Brasil; DropletScan y StainAnalysis desarrollados en USA y Canadá,
respectivamente.
La importancia de contar con una metodología de recuento y tipificación confiable es
que permite acelerar el proceso de cálculo y garantizar que los resultados serán
equivalentes y repetibles cuando lo realizan distintos evaluadores.
El objetivo del presente trabajo fue el de evaluar comparativamente los resultados de los
cuatro primeros Software sobre 13 imágenes de tarjetas sensibles al agua para los
parámetros: número de gotas/cm2, DVM (diámetro volumétrico medio), DNM (diámetro
numérico medio) y volumen de aplicación (lt/ha).
Materiales y Métodos
Se analizaron 13 imágenes de tarjetas sensibles correspondientes al DEMO del
programa StainMaster ver. 1.0.8. Estas fueron digitalizadas a 1200 dpi utilizando un
scanner de bandeja plana (marca BenQ modelo 4300). El formato de la imagen fue
BMP.
De cada tarjeta se tomaron 5 muestras de 1 cm2, con un patrón de distribución de
lecturas en “V”, como se ilustra en la siguiente imagen.
Las imágenes provienen de la digitalización de tarjetas sensibles al agua (Water
Sensitive Paper de Syngenta Agro, Switzerland) de dimensiones 26 x 76 mm.
Los programas de recuento y tipificación de impactos comparados fueron los que se
detallan a continuación:
a) StainMaster versión 1.0.8, desarrollado por los Lic. Jeremías Garmendia y Esteban
Ricagno (Chacabuco-BA)
b) CIR 1.5, desarrollado en convenio Gustavo Casal SRL – INTA IIR Castelar
(Castelar-BA)
c) AgroScan, desarrollado por Agrotec, Tecnología Agrícola e Industrial Ltda. (PelotasRS, Brasil), Ing. Eduardo Cordeiro Araujo y Ricardo Matsumura de Araujo
d) e-Sprinkle, desarrollado por Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuaria EMBRAPA (Brasilia, DF - Brasil)
El procesamiento de las 13 imágenes lo realizaron tres profesionales:
a) Ing. Agr. Pedro Daniel Leiva ([email protected]) usando los programas
StainMaster 1.0.8 y CIR 1.5
b) Ing. Agr. Eduardo Cordeiro Araujo ([email protected]) trabajó con AgroScan
c) Ing. Paulo Coutinho (Coman Ltda., Belo Horizonte-Mina Gerais, Brasil) trabajó con
e-Sprinkle ([email protected]).
Los parámetro analizados fueron: gotas/cm2, DVM, DNM y volumen de aplicación
(lt/ha). Los gráficos 1 a 4 ilustran los resultados de estos parámetros para cada una de
las tarjetas y programa de análisis.
El análisis estadístico utilizado fue el de T de Student al 5%, para muestras apareadas,
con el cual se realizaron las 6 comparaciones posibles (combinación de 4 elementos
tomados de a pares). El software usado fue InfoStat versión 2007 (Cátedra de Biometría
y Estadística, UN Córdoba). Para los análisis se contó con la colaboración de la Sra.
Catalina Amándola en el procesamiento de datos e interpretación de resultados.
Los resultados estadísticos comparativos se presentan en forma de tablas incluidas en
los Gráficos 1 a 4.
Resultados y Discusión
1-Número de gotas
Tomado un promedio de las 13 tarjetas analizadas con 4 programas de análisis, los
valores de número de gotas por centímetro cuadrado oscilaron entre 40 y 60; y todos los
programas dentro de un margen razonable de variación (Gráfico 1).
Número de impactos
Demo Stain Master
Gráfico 1
Gotas/cm2
100
90
80
70
60
50
40
30
20
10
Stain Master
CIR 1,5
Agro Scan
E-Sprinkle
0
Tarjeta1
Tarjeta2
Tarjeta3
Tarjeta4
Tarjeta5
Tarjeta6
Tarjeta7
Tarjeta8
Tarjeta9
Tarjeta10
Tarjeta11
Tarjeta12
Tarjeta13
Gráfico 1 – Número de gotas / cm2
El Soft Agroscan es el que registra los recuentos más bajos, probablemente porque no
está captando las gotas de menor tamaño y/o no puede separar dos gotas que se
superponen en la imagen..
El Soft StainMaster acompaña los resultados de Agroscan, aunque con valores
levemente superiores (Gráfico 1).
E-Sprinkle presenta resultados oscilantes y valores de desvío standard más altos (27.3 vs
21.6 gotas/cm2).
CIR 1.5 fue el Soft que capturó el mayor número de gotas, quizá por su mayor
sensibilidad para efectuar la separación de gotas en superposición.
El análisis estadístico para muestras apareadas (T de Student al 5%) destaca que sólo la
combinación CIR 1.5 vs e-Sprinkle no resultó significativamente distinta, sobre 6
combinaciones posibles de comparación.
2-Diámetros medios
Comparando estimaciones de diámetro volumétrico medio (DVM, Gráfico 2), tres de los
Soft muestran valores concordantes (260 – 280 µ); e-Sprinkle con valores promedio
discordantes (aprox. 220 µ). Similar tendencia se aprecia al analizar el diámetro
numérico medio (DNM, Gráfico 3), donde nuevamente tres Soft con resultados
coincidentes (150-170 µ), e-Sprinkle discordante (aprox. 110 µ).
Diámetro Volumétrico Medio
Demo Stain Master
Gráfico 2
DVM
460
Stain Master
CIR 1.5
Agro Scan
E-Sprinkle
430
400
370
340
310
280
250
220
190
160
130
Tarjeta1
Tarjeta2
Tarjeta3
Tarjeta4
Tarjeta5
Tarjeta6
Tarjeta7
Tarjeta8
Tarjeta9
Tarjeta10
Tarjeta11
Tarjeta12
Tarjeta13
Gráfico 2 – Diâmetro Volumétrico Medio
Diámetro Numérico Medio
Demo Stain Master
Gráfico 3
DNM
300
Stain Master
CIR 1.5
Agro Scan
E-Sprinkle
270
240
210
180
150
120
90
60
Tarjeta1
Tarjeta2
Tarjeta3
Tarjeta4
Tarjeta5
Tarjeta6
Tarjeta7
Tarjeta8
Tarjeta9
Tarjeta10
Tarjeta11
Tarjeta12
Tarjeta13
Gráfico 3 – Diâmetro Numérico Medio
El cálculo de los diámetros incide significativamente en el posterior cálculo del
volumen de aplicación. Se enfatiza este aspecto ya que cuando el diámetro de una gota
se reduce apenas un 25%, el cálculo del volumen correspondiente se reduce a la mitad.
3-Volumen de aplicación
El volumen de aplicación se calcula como producto del número de gotas por unidad de
superficie y el volumen medio de la gota.
Cuando analizamos la estimación del volumen aplicado (Gráfico 4), dos de los Soft
presentan resultados consistentes, AgroScan y CIR 1.5, con valores entre 17 y 20 lt/ha.
StainMaster y e-Sprinkle, en apariencia con resultados alejados de la realidad, y valores
promedio coincidentes en 10 lt/ha.
Volumen de aplicación
Demo Stain Master
Gráfico4
lt/ha
30
25
20
15
10
5
StainMaster
CIR 1.5
AgroScan
E-Sprinkle
0
Tarjeta1
Tarjeta2
Tarjeta3
Tarjeta4
Tarjeta5
Tarjeta6
Tarjeta7
Tarjeta8
Tarjeta9
Tarjeta10
Tarjeta11
Tarjeta12
Tarjeta13
Gráfico 4 – Volumen de aplicación
La importancia de la precisión en el volumen de aplicación, está dada por su
comparación al volumen asperjado, es decir el cálculo de la eficiencia de aplicación
(aplicado * 100 / asperjado). En términos prácticos, no es lo mismo una eficiencia del
40% que otra del 80%; en el primer caso, el cultivo recibe una dosis de fitosanitario
equivalente a la mitad de la otra.
Como podemos observar, las mayores diferencias entre los Soft están en el cálculo del
volumen de aplicación, consecuencia de diferencias en las estimaciones diamétricas y
número de impactos por unidad de superficie. StainMaster y e-Sprinkle calculan un
volumen aplicado que representa la mitad de aquel obtenido con AgroScan y CIR 1.5.
Conclusiones y Recomendaciones
El programa CIR 1.5 fue el que mejor logró un conteo individual de impactos sobre las
tarjetas sensibles, y por ende logró consistentemente los valores más altos en número de
impactos. Como puede apreciarse en la tarjeta sensible que ilustra cada gráfico, la
característica de poder individualizar cada una de las gotas es muy importante en
tratamientos terrestres donde la cobertura es mayor, y no tanto en los aéreos, donde la
cantidad de gotas difícilmente supere las 40-45 gotas/cm2.
Los programas CIR 1.5, AgroScan y StainMaster 1.0.8 tuvieron resultados comparables
y consistentes para el análisis de los diámetros (DVM & DNM). Con resultados
discordantes y sensiblemente menores para los mismos parámetros con el programa eSprinkle.
El volumen de aplicación fue mejor estimado con los programas CIR 1.5 y Agroscan;
tanto e-Sprinkle como StainMaster lo subestiman significativamente (54% menos).
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