Assessment of dimensions in order to aid classification of European red mite and two-spotted spider mite by means of digital imaging of infected leaves

• Autorzy: Konopacki P. J. , Warabieda W.

Identyfikatory

DOI

10.1515/agriceng-2018-0032

Warianty tytułu

PL

Ocena rozmiarów i parametrów kształtów przy użyciu komputerowej analizy obrazu jako narzędzie rozróżniania przędziorka owocowca i przędziorka chmielowca

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The methods currently used to assess orchard infestation are timeconsuming and do not take into account non-adult forms of mites, due to their small size. Advance in digital imaging technology, however, has resulted in the discovery of a more viable method to enable a fast and reliable assessment of orchard infestation. Digital images of infected apple leaves were made and examined for the presence of European red mites and two-spotted spider mites. As well as adult mites, non-adult European red mite forms were also encountered. After extracting all objects considered as mites from the image, imaging software was then used to assess their dimension and shape parameters. Length, width, area, and equivalent diameter were different for all three observed mite groups: adult female European red mites, possible non-adult European red mites and adult two-spotted spider mites. Differences in circularity and elongation were found in adult two-spotted spider mites and various forms of European red mites, while the perimeter was similar in adult European red mites and twospotted spider mites, and different in the non-adult forms of European red mites. However, as the ranges of 95% prediction intervals for these features overlap, a combination of at least two features as well as employing statistical procedures may greatly increase the probability of appropriate classification of the observed objects as different mites.

PL

Aktualnie używane metody oceny zasiedlenia sadów przez przędziorki są bardzo pracochłonne i dla zachowania precyzji wymagają zastosowania powiększeń osiągalnych za pomocą np. mikroskopu stereoskopowego. Rozwój technologii analizy obrazu stwarza możliwość opracowania szybszej i dokładniejszej metody lustracji sadów. Wykonano zdjęcia cyfrowe liści jabłoni i dokonano oceny ich zasiedlenia przez przędziorka owocowca i przędziorka chmielowca. Oprócz osobników dorosłych przędziorka owocowca brano również pod uwagę formy niedorosłe tego gatunku. Wszystkie obiekty uznane za przędziorki wydzielono ze zdjęć i wykonano ocenę ich rozmiarów i kształtów przy użyciu oprogramowania NIS-Elements. Długość, szerokość, powierzchnia i średnica równoważna różniły się istotnie dla wszystkich badanych grup, identyfikowanych jako: dorosłe żeń- skie osobniki przędziorka owocowca, prawdopodobne niedorosłe formy przędziorka owocowca, oraz dorosłe osobniki przędziorka chmielowca. Różnice w kolistości i wydłużeniu wystąpiły w przypadkach dorosłych osobników przędziorka chmielowca oraz różnych formach przędziorka owocowca. Długość perymetru była podobna dla osobników dorosłych przędziorka owocowca i przędziorka chmielowca, natomiast była istotnie mniejsza dla niedorosłych form przędziorka owocowca. Jednocześnie dla wszystkich badanych cech 95% przedziały predykcji pokrywają się lub są częściowo wspólne dla identyfikowanych grup przędziorków. Uzyskane wyniki wskazują, że efektywne rozróżnienie obiektów rozpoznawanych na zdjęciach może wymagać łącznego zastosowania przynajmniej dwóch cech oraz opracowania właściwej procedury statystycznej.

Słowa kluczowe

EN

classification; mites; Panonychus ulmi; shape; size; Tetranychus urticae

PL

klasyfikacja; przędziorki; Panonychus ulmi; kształt; rozmiar; Tetranychus urticae

• Wydawca: Polskie Towarzystwo Inżynierii Rolniczej
• Czasopismo: Agricultural Engineering
• Rocznik: 2018
• Tom: Vol. 22, No. 4
• Strony: 15--24
• Opis fizyczny: Bibliogr. 18 poz., tab.

Twórcy

autor

Konopacki P. J.

• Department of Agroengineering, Research Institute of Horticulture, Skierniewice, Poland

autor

Warabieda W.

• Department of Plant Protection Against Pests, Research Institute of Horticulture, Skierniewice, Poland

Bibliografia

• Asquith, D. (1965). Photography in mite counting. Journal of Economic Entomology, 58(4), 677-678.
• Boczek, J. (1999). Zarys akarologii rolniczej. Warszawa: Państwowe Wydawnictwo Naukowe.
• Clotuche, G., Mailleux, A.-C., Deneubourg, J.-L., Detrain, C., Hance, T. (2012). The silk road of Tetranychus urticae: is it a single or a double lane? Experimental and Applied Acarology, 56(4), 345-354.
• Considine, D. M., Considine, G. D. (1995). Van Nostrand’s Scientific Encyclopedia (8 ed.). Boston, MA: Springer.
• Czachor, H., Lipiec, J. (2004). Quantification of soil macroporosity with image analysis. International Agrophysics, 18(3), 217-223.
• Emadzadeh, B., Razavi, S. M., Farahmandfar, R. (2010). Monitoring geometric characteristics of rice during processing by image analysis system and micrometer measurement. International Agrophysics, 24(1), 21-27.
• Henderson, C. F. (1960). A sampling technique for estimating populations of small arthropods in soil and vegetation. Journal of Economic Entomology, 53(1), 115-121.
• Henderson, C. F., McBurnie, H. V. (1943). Sampling techniques for determining populations of the red citrus mite and its predators. Circular 671, 1-11. Washington, DC: USDA.
• Herdan, G., Smith, M. L. (1953). Small particle statistics: An account of statistical methods for the investigation of finely divided materials. With a guide to the experimental design of particle size determinations. Amsterdam-Houston: Elsevier.
• Konstankiewicz, K., Pawlak, K., Zdunek, A. (2001). Quantitative method for determining cell structural parameters of plant tissues. International Agrophysics, 15(3), 161-164.
• Majumdar, S., Jayas, D. S. (2000). Classification of cereal grains using machine vision: I. Morphology models. Transactions of the ASAE, 43(6), 1669-1675.
• Meena, N. K., Rampal, Barman, D., Medhi, R. P. (2013). Biology and seasonal abundance of the twospotted spider mite, Tetranychus urticae, on orchids and rose. Phytoparasitica, 41(5), 597-609.
• Newcomer, E. J., Yothers, M. A. (1929). Biology of the European red mite in the Pacific Northwest. Technical Bulletin No. 89. Washington, DC: USDA.
• Nikon. (2008). NIS-Elements BR version 3.10.
• Sabelis, M. W. (1985). Sampling techniques. In W. Helle, M. W. Sabelis (Eds.), Spider mites: Their biology, natural enemies and control (Vol. 1A, pp. 337-350). Amsterdam: Elsevier Science Publishers.
• Sircom, J. (2000). Photographic sampling: a photographic sampling methods for mites on plant. Experimental and Applied Acarology, 24(1), 55-61.
• Tukey, J. W. (1977). Exploratory data analysis. Reading, MA: Addison-Wesley.
• Zacharda, M., Pultar, O., Muška, J. (1988). Washing technique for monitoring mites in apple orchards. Experimental and Applied Acarology, 5(1-2), 181-183.

Uwagi

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2019).