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Measuring and modeling surface area of ponderosa pine needles

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Abstract:

Two methods for needle area estimation were compared for Pinus ponderosa Dougl. ex P. Laws. & C. Laws., and models were developed to predict total, projected, and abaxial areas. Areas of needles were determined by using video capture – image analysis procedures (VCIA) and by direct measurement of needle sections. VCIA area estimates were 40–60% less than abaxial areas determined from direct measurements. Allometric models fit to VCIA area and mean needle width (Wv) explained 96% of the variation in measured sample areas; models omitting Wv explained 91% of the variation. Predictions for independently collected validation data were somewhat poorer and slightly biased but had similar residual patterns. Allometric models fit to midneedle width and total needle length explained 99% of the variation in directly measured needle areas, with root mean square error equal to 2% of the mean measured areas. Results were similar for the validation data. For both models, final parameters were estimated from the combined data. It is shown that fascicle areas estimated from predictions for the middle-sized needles are nearly as accurate as estimates based on measurements for entire fascicles. Direct measurement of needles is more portable than VCIA and provides more accurate needle area estimates with less measurement effort.

Deux méthodes d'estimation de l'aire des aiguilles ont été comparées chez Pinus ponderosa Dougl. ex P. Laws. &Wv C. Laws. et des modèles ont été développés pour prédire les aires totale, projetée et abaxiale. Les aires des aiguilles ont été déterminées à l'aide de procédures de capture vidéo et d'analyse d'image (CVAI) et par la mesure directe de sections d'aiguilles. Les aires évaluées par la méthode CVAI sont de 40 à 60% inférieures aux aires abaxiales déterminées à partir des mesures directes. Des modèles allométriques basés sur les aires obtenues par la méthode CVAI et la largeur moyenne des aiguilles (Wv) expliquent 96% de la variabilité des aires mesurées échantillonnées; sans Wv les modèles expliquent 91% de la variabilité. Les prédictions pour des données de validation récoltées de façon indépendante sont de moins bonne qualité et légèrement biaisées, mais montrent des patrons similaires des résidus. Des modèles allométriques basés sur la largeur des aiguilles à mi-longueur et leur longueur totale expliquent 99% de la variation des aires des aiguilles mesurées directement, avec une erreur moyenne quadratique égale à 2% de la moyenne des aires mesurées. Les résultats sont similaires pour les données de validation. Pour les deux types de modèle, les paramètres finaux ont été estimés en combinant les deux ensembles de données. Les résultats montrent que les aires des fascicules estimées à partir des prédictions pour des aiguilles de taille moyenne sont presque aussi précises que les évaluations basées sur la mesure de fascicules entiers. La mesure directe des aiguilles est plus simple que la méthode CVAI et fournit des évaluations plus précises des aires des aiguilles avec un effort moindre.[Traduit par la Rédaction]

Document Type: Research Article

Publication date: January 1, 2002

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