Evaluación de la correlación entre las características anatómicas de la madera de pino colombiano (Retrophyllum rospigliosii) extraídas mediante visión por computador y la información climática en el centro del departamento del Cauca

Abstract

El presente trabajo de grado va encaminado en extraer características anatómicas de la madera de pino colombiano presente en el centro del departamento del Cauca de la especie Retrophyllum rospigliosii, puesto que esta especie muestra potencial dendrocronológico dada la buena correlación entre sus anillos de crecimiento y el clima. En primera instancia, se inicia delineando los conceptos fundamentales asociados al estudio de los anillos de crecimiento en los árboles, estableciendo así una base teórica sólida para la investigación. Posteriormente, se procede a realizar una revisión de la bibliografía existente, con el propósito de examinar las diversas técnicas y avances que han sido desarrollados en el ámbito de la identificación de los anillos de crecimiento mediante el uso de técnicas de visión artificial. Este análisis bibliográfico tiene como finalidad primordial establecer y proponer métodos que faciliten y optimicen la identificación de los anillos de crecimiento en los árboles. En la fase subsiguiente de este estudio, se implementa el procesamiento de imágenes digitales, centrado específicamente en cortes transversales de la especie Retrophyllum rospigliosii. Este proceso implica la aplicación de filtros como Sobel, Canny y Frangi, así como la realización de transformaciones a coordenadas polares. El objetivo principal de estas técnicas es facilitar la identificación precisa y detallada de las estructuras anatómicas que constituyen los anillos de crecimiento en las imágenes obtenidas de los cortes transversales. Además, se exploran las posibilidades que ofrecen los modelos de inteligencia artificial, aplicándolos en un intento de reconocer de manera más eficiente y precisa los anillos de crecimiento. Finalmente se evalúa la relación entre el ancho de los anillos identificados y el clima de la región en la cual crecieron los árboles de los cuales se obtuvieron las imágenes de los cortes transversales. En la etapa conclusiva de este trabajo, se procede a una evaluación de la relación existente entre el ancho de los anillos de crecimiento, previamente identificados, y las variables climáticas características de la región donde se desarrollaron los árboles sujetos a estudio. El análisis se centra en discernir cómo los factores climáticos específicos de la región han podido influir en las características morfológicas de los anillos de crecimiento, con especial atención al ancho de dichos anillos. Este enfoque permite establecer correlaciones y posibles causalidades entre el clima regional y el desarrollo dendrocronológico de los árboles.

This master's thesis is dedicated to extracting anatomical features from Colombian pine wood, specifically from Retrophyllum rospigliosii species found in the center of the Cauca department, as this species demonstrates dendrochronological potential due to a strong correlation between its growth rings and climate. Initially, the study begins by outlining the fundamental concepts associated with the study of tree growth rings, thus establishing a solid theoretical foundation for the research. Subsequently, a review of existing literature is conducted with the aim of examining various techniques and developments that have been made in the field of growth ring identification using artificial vision techniques. The primary purpose of this bibliographic analysis is to establish and propose methods that facilitate and optimize the identification of growth rings in trees. In the subsequent phase of this study, digital image processing is implemented, focusing specifically on cross-sectional cuts of the Retrophyllum rospigliosii species. This process involves the application of filters such as Sobel, Canny, and Frangi, as well as transformations to polar coordinates. The main objective of these techniques is to facilitate the precise and detailed identification of the anatomical structures that constitute the growth rings in the images obtained from the cross-sectional cuts. In addition, the possibilities offered by artificial intelligence models are explored, applying them in an attempt to recognize growth rings more efficiently and accurately. Finally, the relationship between the width of the identified rings and the climate of the region where the trees grew, from which the images of the cross-sectional cuts were obtained, is evaluated. In the concluding stage of this work, an evaluation is conducted of the relationship between the width of the previously identified growth rings and the climatic variables characteristic of the region where the trees under study developed. The analysis focuses on discerning how the specific climatic factors of the region may have influenced the morphological characteristics of the growth rings, with special attention to the width of these rings. This approach allows for the establishment of correlations and possible causalities between the regional climate and the dendrochronological development of the trees.