A agricultura de precisão é um ramo de pesquisa relativamente recente na área agrícola e que apresenta perspectivas promissoras na geração de novas técnicas de gerenciamento da lavoura otimizadoras de insumos e que permitam diminuição nos custos de produção. Técnicas como aplicação localizada de fertilizantes, defensivos agrícolas e melhor monitoramento de características dos solos e outros fatores de produção, fornecem informações que permitem um melhor gerenciamento da área a ser cultivada e em última instância resultam num maior rendimento econômico por área cultivada. Para que seja possível otimizar a produção agrícola utilizando essas técnicas algumas informações iniciais são necessárias. Entre essas uma das mais divulgadas é a utilização dos mapas de produtividade na avaliação da variabilidade espacial das lavouras. Pesquisas recentes tem relatado que conjugado a esse mapa outras camadas de informações podem e devem ser incorporadas, possibilitando desvendar os motivos da variabilidade espacial da produtividade em uma lavoura. Entre essas camadas existem os mapas de características físico-químicas do solo. Um conceito de mapeamento de fatores do solo é o monitoramento da condutividade elétrica do mesmo que permite inferir sobre elementos como textura, salinidade, teor de água, entre outros fatores. O presente trabalho estudou a técnica da mensuração desta característica e sua avaliação em solos brasileiros, verificando a correlação das leituras de condutividade elétrica do solo com parâmetros obtidos por análise laboratorial de amostras do mesmo e com a produtividade de culturas instaladas em três áreas experimentais. Além disso verificou-se a possibilidade de definição de unidades de gerenciamento do solo, que consigam com sucesso representar regiões homogêneas quanto a atributos que influenciam o desenvolvimento das culturas, utilizando a condutividade elétrica. Para realização desses objetivos técnicas diversas de análises foram utilizadas. Após a análise estatística descritiva dos conjuntos de dados procedeu-se com a análise geoestatística dos mesmos para avaliação do grau de dependência espacial das variáveis e obtenção dos mapas das distribuições espaciais das mesmas. De posse desses mapas foi possível efetuar a análise de correlação linear de Pearson entre as variáveis e em seguida a análise de componentes principais para verificar quais seriam as de maior influência sobre a variação do solo em cada uma das áreas monitoradas. Na última etapa a lógica fuzzy definiu as unidades de gerenciamento do solo e uma análise de variância avaliou a relevância dessas divisões. Os resultados indicaram a utilidade da condutividade elétrica, além de comprovarem a eficácia do procedimento realizado, devido a correlação da mesma com alguns atributos físico-químicos do solo, notadamente a elevada correlação com o conteúdo de argila em uma das áreas experimentais. / Precision Agriculture is a line of research relatively recent in the agricultural area and one that presents promising perspectives on the generation of new field management techniques that allow for cost reduction and input optimization. Techniques as variable rate application of fertilizers, agrochemical and better sensing of soil characteristics, and other production factors, give information that enables better management of fields being cultivated and result in greater economic revenue. For it to be possible to optimize agricultural production using these techniques some initial information are necessary. For one, there is the utilization of yield maps to evaluate the spatial variability of fields. Some researches demonstrated that, conjugated to those maps, other levels of information should be incorporated, permitting to reveal factors that explain spatial variability of yield in a field. Among these information there are physical-chemical soil characteristics maps. One of the concepts for mapping soil factors is sensing its electrical conductivity, which is related to soil characteristics such as texture, moisture, salinity and other. This research studied the measurement of the electrical conductivity of some types of Brazilian soils. Then, correlation of the electrical conductivity readings with soil parameters, obtained by laboratory analysis of soil samples, and with crop yields, cultivated on three experimental areas, was obtained. Besides that, it was verified the possibility of definition of soil management zones, using soil electrical conductivity, which can successfully represent homogeneous regions with regards to attributes that influence the development of crops. For accomplishing these objectives, several analysis techniques were used. After the descriptive statistics analysis of the data set, the geostatistical analysis was made for the evaluation of the variables’ degree of spatial dependence and then obtaining the maps with the spatial distribution of these same variables. In the possession of these maps, it was possible to verify Pearson’s linear correlation among all variables, followed by the principal components analysis to infer which of them had greater influence on soil variability in each of the experimental areas. Thenceforth, fuzzy logic was used to define the soil management zones and an analysis of variance evaluated the importance of the zone divisions made. Results showed the usefulness of electrical conductivity, besides corroborating the efficiency of the proceedings used, because of its correlation with some physical-chemical properties of the soil, especially high correlation with clay content in one of the experimental areas.

A definição de zonas de manejo no contexto da agricultura de precisão requer muitas etapas, desde a coleta de dados até a avaliação dos mapas. No entanto, existe diferente número de etapas, ferramentas, métodos, algoritmos e softwares usados, apresentadas pelos pesquisadores. Neste contexto, o objetivo do trabalho é propor um modelo de referência para o processo de definição de zonas de manejo em agricultura de precisão. O modelo de referência proposto para o processo de está dividido em algumas etapas observadas na maioria dos trabalhos analisados. A Business Process Model and Notation (BPMN) foi utilizada para formalizar o modelo de referência composto dos cinco subprocessos: coleta de dados, seleção de atributos, filtragem de dados, agrupamento e avaliação dos mapas. Adicionalmente são apresentadas as atividades, os fluxos e desvios de cada subprocesso, apresentando os conceitos, pré-requisitos e limitações dos métodos aplicáveis em cada uma das atividades, além de apresentar possíveis variações na execução das atividades, ampliando as opções disponíveis para a definição de zonas de manejo. Um estudo de caso é apresentado para avaliar a aplicabilidade do modelo de referência proposto, descrevendo a utilização dos subprocessos e atividades propostas. A BPMN mostrou ser adequada para representar os subprocessos, atividades, fluxos e desvios do processo. O estudo de caso comprovou a aplicabilidade do modelo proposto, através de seu uso em um talhão contendo diferentes grades amostrais, erros de coleta e pares de atributos com forte correlação, enfatizando a importância das atividades propostas. Por fim o modelo de referência proposto foi capaz de gerar um conjunto de mapas de zonas de manejo e indicar o mapa mais adequado aos objetivos da agricultura de precisão. / Management zone delineation in the context of precision agriculture requires many steps, from data collection to management zone maps evaluation. However, there are different numbers of steps shown by researchers, besides tools, methods, algorithms and software used. In this context, the aim of this work is to propose a reference model process for management zone delineation in precision agriculture. The proposed reference model process is divided into some steps observed in most of the works analyzed. Business Process Model and Notation (BPMN) was used to formalize the reference model composed of the five subprocesses: data collection, feature selection, data filtering, clustering and maps evaluation. In addition, the model presents activities, flows and gateways for each subprocess, presenting concepts, prerequisites, limitations of the applicable methods for each activity and possible variations to the implementation of the activities, increasing the options available for management zone delineation. A case study is presented to evaluate the applicability of the reference model proposed, describing the use of the subprocesses and activities proposed. The BPMN showed to be adequate to represent subprocess, activities, flows and gateways of the process. The case study demonstrated the applicability of the model proposed through its use in a field with different sample grids, errors from collection and strong correlation between pairs of attributes, emphasizing the importance of the activities proposed. Finally, the model proposed was able to generate a set of management zone maps and to indicate the most appropriate for precision agriculture objectives.

Interpretar a enorme quantidade de dados coletados, entender as causas e propor estratégias para gerenciar a variabilidade do campo, freqüentemente são apontados como alguns dos principais problemas para o avanço da agricultura de precisão, AP. Os sistemas de informação tornam-se fundamentais na solução desses problemas, mas apesar de existirem muitos pacotes de software disponíveis no mercado, variando de muito simples a muito sofisticados e diversos sistemas originados de experiências de pesquisas, a natureza proprietária e monolítica das soluções impedem o uso em larga escala. A AP envolve uma grande variedade de técnicas de análise, fontes e formatos de dados, perfis de usuário, e muitos outros aspectos que tornam uma aplicação muito complexa do ponto de vista da engenharia de software. Com o objetivo de fornecer a base para o desenvolvimento de sistemas de informação para AP baseados em padrões abertos e plataformas de software livre, uma infra-estrutura de desenvolvimento de sistemas de informação para a agricultura de precisão é proposta. Com base nas idéias seminais dessa proposta, são desenvolvidos protótipos para a condução de experimentos, os quais exploram caminhos de evolução para a infra-estrutura, com especial atenção sobre aspectos de arquitetura de software. Como estudo de caso, uma aplicação web que realiza filtragem de dados de monitores de produtividade é apresentada. Usando a metodologia de desenvolvimento em espiral, sucessivas versões dessa aplicação foram criadas e os resultados usados para propor melhoramentos à infra-estrutura. A infra-estrutura final contém cinco componentes: uma arquitetura de referência para sistemas de informação orientados a serviços para AP, uma linguagem padrão para troca de dados entre serviços agrícolas, um barramento para conexão de serviços agrícolas, um provedor de serviços geoespaciais e um portal para serviços agrícolas. Ela se mostrou adequada para a criação de sistemas de informação para AP interoperáveis, de baixo custo e com capacidade de evolução, mudando o paradigma dos sistemas para AP preponderantemente proprietários e monolíticos para abertos e orientados a serviços distribuídos. / Interpreting the huge amount of data collected, understanding the causes and being able to propose sound strategies for the field variability management are frequently pointed out as major issues for the advance of precision agriculture. Therefore, the information systems become fundamental for the solution of these problems. Although there are many available software packages in the market, varying from simple to very sophisticated and diverse systems deriving from experiences of research, the monolithic and proprietary nature of the solutions hinder their use in wide scale. Precision agriculture involves a great variety of techniques of data analysis, data sources, data formats, user profiles, and many other aspects that make it a complex application from the software engineering point of view. Aiming to supply the base for the development of open standards-based precision agriculture information systems and free software platforms, an infrastructure for developing precision agriculture information systems is proposed. Based on the fundamentals of that proposal, prototypes are developed which explore different evolutionary paths for the infrastructure, with special attention to software architecture aspects. As a case study, a yield monitor data filtering web application is presented. Using the spiral development methodology, successive versions of this application were created and the results used to improve the infrastructure. The final infrastructure contains five components: a service-oriented reference architecture for precision agriculture information systems, a standard language for data exchange between agricultural services, a service bus for connecting agricultural services, a geospatial services provider, and an agricultural services portal. It revealed to be adequate for the creation of precision agriculture interoperable systems, of low cost and with capacity for evolution, moving the paradigm of systems for AP preponderantly monolithic and proprietary to open and distributed service-oriented.

A complexidade na dinâmica do nitrogênio é resultado de suas interações com o ambiente. Embora muito já tenha sido estudado, a adubação nitrogenada em cana-de-açúcar ainda pode ser considerada um desafio. Entre os esforços para melhorar o manejo do nitrogênio em cana-de-açúcar está o uso de sensores ativos de dossel. Para que um sensor de dossel se preste à adubação nitrogenada ele deve atingir requisitos fundamentais. Com base nisto, o objetivo deste trabalho foi avaliar se o sensor de dossel GreenSeekerTM é uma ferramenta de auxílio na recomendação da adubação nitrogenada em cana-de-açúcar, através da avaliação dos requisitos: capacidade de identificar a resposta radiométrica às diferentes condições de nutrição por nitrogênio e de se correlacionar com a produtividade final da cultura. A produtividade e os dados de índice de vegetação da diferença normalizada (NDVI) foram coletados em cinco experimentos de resposta ao nitrogênio, ao longo do ano safra 2011-12. Os tratamentos se constituíram de doses de nitrogênio variando entre 0 e 240 kg ha-1. Para determinação do NDVI foi utilizado o sensor ativo de dossel GreenSeekerTM, modelo RT200 (Trimble Navigation Ltda., Sunyvaley, CA, EUA). As avaliações com o sensor foram guiadas pela altura média dos colmos. Apenas 50% dos experimentos avaliados foram responsivos ao nitrogênio. O sensor se mostrou capaz de identificar significativamente a resposta da cultura ao suprimento diferenciado de N, tanto em experimentos responsivos quanto na ausência de resposta, com R2 de até 0,997. Além disso, o sensor foi capaz de se correlacionar com a produtividade final da cultura, através do índice NDVI medido no início do ciclo com R2 significativos variando entre 0,466 e 0,666. Quando o método do índice de resposta (RI) modificado foi utilizado para estimar produtividade, foram obtidos melhores ajustes, proporcionando aumento nos valores de R2, até três vezes maiores do que os obtidos com dados brutos de NDVI e produtividade, o que resultou na possibilidade de englobar no mesmo modelo dados referentes a experimentos heterogêneos quanto a ambientes variedades e tratamentos, porém com relações inferiores ao esperado. O sensor foi altamente eficiente na determinação da resposta da cultura ao suprimento diferencial de nitrogênio e foi capaz de se correlacionar com a produtividade final, caracterizando-se, portanto, como uma ferramenta útil no manejo da adubação nitrogenada em cana-de-açúcar. / The complexity in the nitrogen dynamics is due the range of iterations it has in the environment. Even though much has been studied already, sugarcane nitrogen fertilization is still considered a challenge. Among the efforts to better manage nitrogen in sugarcane is the use of active crop canopy sensors. In order to be valuable for nitrogen management, a sensor must fulfill fundamental requirements. Based on that, the objective of this study was to evaluate if the canopy sensor GreenSeekerTM is a valuable tool in the process of nitrogen recommendation in sugarcane, through the following requirements: capacity of identifying the crop radiometric response to differentiated conditions of nitrogen supply and to correlate with crop final yield. The yield and the normalized difference vegetative index (NDVI) data were collected from 5 different nitrogen response trials during the harvest season of 2011-12. The treatments consisted of nitrogen rates ranging from 0 to 240 kg ha-1. A GreenSeekerTM, active crop canopy sensor, model RT200 (Trimble Navigation Ltda., Sunyvaley, CA, EUA) was used to obtain the NDVI data. The sensor readings were guided by the average crop stalk height. Just 50% of the evaluated trials were responsive to nitrogen. The sensor has shown to be able to significantly identify the crop response to nitrogen supply in either responsive or nonresponsive conditions with a maximum R2 of 0,997. In addition, the sensor was also able to correlate with final yield, using early NDVI readings with significant R2 values ranging from 0,466 to 0,666. When the modified response index (RI) yield prediction method was used, better fits were found, which translated into an increase in the R2 values of up three times fold when compared to the estimation made with raw NDVI and yield data, resulting in the possibility to address in the same model data from trials heterogeneous in conditions, varieties and treatments even though the relations found were weaker than expected. The sensor was highly effective in identifying crop response to nitrogen supply and to correlate to final yield, hence it was characterized as a valuable tool for nitrogen management in sugarcane.

Os processos de produção e distribuição agrícolas fazem uso de diversas tecnologias usadas para coleta de dados e gerenciamento de recursos e atividades, dentre as quais as Redes de Sensores Sem Fio, Identificação por Radiofrequência e o Wi-Fi. Devido a falhas na infraestrutura e variações ambientais, essas tecnologias possuem diversas limitações, como por exemplo, o atraso com que os dados chegam aos sistemas de gerenciamento, comprometendo a eficiência do processo. Uma solução com nós multitecnológicos, baseada nos princípios da Internet das Coisas, poderia oferecer dados de todo o processo produtivo e de distribuição, em tempo real; mas, para que esta solução seja realmente eficiente, necessita de um seletor adaptativo de tecnologias de comunicação para os \"objetos\" de campo que se adapte ao ambiente em tempo de execução. O objetivo deste trabalho é propor e avaliar a funcionalidade de um seletor adaptativo para esse fim. Para a proposição do seletor, buscou-se embasamento em técnicas adaptativas que oferecessem solução adequada para processos de aprendizagem pelo seletor. Dentre essas técnicas, elegeram-se as Árvores de Decisão Adaptativas para implementar a operação do seletor. A funcionalidade do seletor foi avaliada por simulações, tanto quanto ao aspecto de seleção da opção tecnológica mais adequada para o momento e a situação em questão, quanto à facilidade de se adaptar a mudanças de cenário. Os resultados das avaliações mostram que a simulação inicial, feita a partir de um cenário correspondente à fase inicial de uma cultura de milho não apresenta resultados satisfatórios. Entretanto, após alguns ciclos de aprendizagem do seletor, os resultados evoluem e superaram as exigências de qualidade propostas. Em uma segunda fase, novas simulações foram realizadas, alterando-se o cenário inicial para que, aos poucos, correspondesse à fase de colheita do milho. Nestas simulações, o processo de aprendizagem continuou ocorrendo sempre que as exigências de qualidade deixaram de ser satisfeitas, até que alcançassem a qualidade de comunicação exigida. Estes resultados permitiram concluir pela validade do seletor proposto. / Agricultural production and distribution processes employ different technologies. They are used for data collection and management of resources and activities, among which Wireless Sensor Networks, Radiofrequency Identification and WiFi. These technologies have several limitations due to flaws in infrastructure and environmental variability. For example, data arrive at management systems late, compromising process efficiency. Multi-technology nodes can be a solution to obtain real-time data from the production and distribution processes, particularly if Internet of Things principles are present. Yet, for this solution to be efficient, a communication technology selector for field \"objects\" must be necessary, which must adapt to the environment in run time. Therefore, the goal is to propose and to assess this Selector functionality. This proposition was based on adaptive techniques, which offered an appropriate solution for learning processes by the selector, such as the Adaptive Decision Tree. The selector uses an Adaptive Decision Tree to select the communication technology. The selector functionalities, such as the appropriate technology selection for the moment and how they adapt changes in scenario, were evaluated by the simulation method. Evaluation results show that simulations made from a scenario corresponding to the initial phase of a corn crop did not show satisfactory, but the results evolved and met the quality requirements after some learning cycles. In a second step, new simulations were conducted, changing the scenario slowly to the harvest phase. The learning process continued to occur whenever the quality requirements were no longer met. These results showed the validity of the proposed selector.

Para a avaliação das características do solo relacionadas com o potencial uso dos solos, assim como para a avaliação da fertilidade, as análises químicas e físicas de rotina são os métodos convencionalmente usados. Estes são bastante custosos e demorados o que tem representado no Brasil uma dificuldade no seu uso por parte de pequenos agricultores, além da aplicabilidade da agricultura de precisão no manejo de solos. Atualmente a pedometria está fornecendo a possibilidade de incorporar em ciência do solo técnicas bastante sofisticadas que podem ajudar a diminuir o custo na obtenção da informação e compreender melhor o funcionamento dos processos do solo. Entre os tópicos mais recentes que estão incluídos na pesquisa relacionada com pedometria está a espectroscopia de reflectância. Embora se tenha demonstrado que uma grande quantidade de atributos podem ser estimados a partir da resposta espectral do solo via sensoriamento, ainda não se têm atingido níveis de acurácia ótimos em relação às metodologias convencionais, sobretudo no referente a atributos químicos. Para tanto, o presente trabalho foi desenvolvido com a finalidade de responder basicamente os seguintes questionamentos: a. Existem faixas espectrais específicas das bases trocáveis ou se estas podem mudar em função do argilomineral fornecedor da capacidade de troca de cátions?; b. A calibração de modelos usando unicamente algumas faixas espectrais específicas pode melhorar o desempenho destes?; c. Qual é a influência dos níveis de acurácia dos modelos espectrais sobre mapas construídos com atributos estimados a partir destes?; d. Como os tamanhos dos grupos de amostras de calibração influenciam a acurácia dos modelos?; e. Como a calibração de atributos relacionados com o intemperismo podem auxiliar no mapeamento de classes de solo? / The routine soil analysis is traditionally used on the evaluation of soil attributes related to land use potential, and the assessment of fertility. It is costly and time consuming, making it inaccessible for small farmers, and hampering the applicability of precision agriculture on soil management in Brazil. Currently, pedometrics is providing the possibility of incorporating in soil science sophisticated techniques that can help to reduce the cost of obtaining information and improve the understanding about how several soil processes works. One of the more recent topics on pedometrics is the soil reflectance spectroscopy. Through the soil reflected energy is possible to infer several soil properties, although optimum accuracy levels in the spectral estimation of soil attributes have not yet reached. In this sense, the aim of this study was basically answer the following questions: a. The exchangeable bases have specific spectral bands or the spectral responses of theses depends on the clay mineral?; b. the calibration of models by using only some specific spectral bands may improve the prediction performance?; c. What is the influence of the accuracy of prediction models on maps constructed with predicted soil attributes?; D. How calibration set size affect the accuracy of the models?; e. How the calibration of models for prediction of soil attributes related to soil weathering may assist the digital soil mapping?

A produtividade das culturas de importância agronômica varia em resposta ao pH do solo. O calcário pode produzir um efeito negativo na resposta da cultura se for aplicado em excesso. Porém poucos estudos publicados têm avaliado as respostas do solo, da planta e produtividade das culturas para a aplicação de calcário considerando a variabilidade do solo no campo. O objetivo do trabalho foi o de estudar os aspectos técnicos que cercam a aplicação de doses de calcário em área de rotação soja e milho sob plantio direto no Cerrado, considerando a variabilidade espacial dos atributos relacionados à acidez do solo. O experimento foi conduzido na Fazenda Alto Alegre localizada no município de Planaltina-GO em uma área de produção comercial de grãos com 373 ha. O delineamento experimental foi em blocos ao acaso representando cada um uma área de 16 ha do campo. Cada área é composta de 4 faixas paralelas com 25 m de largura onde foram aplicados os tratamentos: 0 (controle), 1, 2 e 3 t ha-1 de calcário distribuídos de forma casualizada dentro de cada bloco. As aplicações de calcário foram feitas em dose única na superfície no mês de setembro de 2005 nas faixas e em zonas entre os blocos. Foram cultivados na área o milho (2005/2006), soja (2006/2007) e milho (2007/2008). A amostragem do solo para análise dos atributos de fertilidade foi realizada após o primeiro cultivo de milho nas profundidades de 0-5, 5-10, 10-20 e 20-40 cm para cada tratamento aplicado nas faixas. A amostragem de folha indicadora das culturas para determinação das concentrações dos nutrientes foi realizada para os tratamentos nas faixas. Os dados de produtividade do talhão foram obtidos no momento da colheita das culturas, por meio de colhedora equipada com monitor de produtividade. As alterações nos atributos de fertilidade do solo ligados a acidez do solo se concentraram na camada de 0-5 cm. O calcário se mostrou eficiente fonte de Mg para a nutrição mineral do milho e da soja e restringiu a absorção de Mn por essas culturas. No caso desse nutriente a aplicação de calcário em superfície deve ser criteriosa no sentido de se evitar uma deficiência nutricional ou toxidez de Mn às plantas. A escolha do modelo mais ajustado ao semivariograma para interpolação dos dados de produtividade foi importante na análise espacial. As produtividades de soja responderam as aplicações dos tratamentos nas faixas. / The crop productivity varies in response to soil pH. The lime may have a negative effect on the crop response if it is applied in excess. Few published studies have evaluated the responses of soil, plant and crop productivities to lime application, considering the soil variability in the field. The objective of this work was to study the technical aspects of application of lime rates in area of no-till soy bean crops rotation in Cerrado, considering the spatial variability of attributes related to soil acidity. The experiment was carried out in Alto Alegre Farm, Planaltina, GO, Brazil in a commercial grain production area with 373 ha. The experimental design was randomized block, representing each one and area with 16 ha of the field. Each area was composed by four 25 m wide parallel strips, where the treatments were applied: O (control), 1, 2 and 3 t ha-1 of lime distributed randomly within each block. The lime was applied in one single application on surface in September 2005 in sprips. Corn (2005/2006), soy bean (2006/2007) and corn (2007/2008) were grown. The soil sampling for fertility analysis was done after first corn crop at 0-5, 5-10, 10-20 and 20-40 cm depth for each treatment applied in the strips. Leaf samples were collected for the determination of nutrients contents. The yield data were obtained at harvesting, by the harvester equipped with yield monitor. The alteration on soil fertility attributes due to soil acidity concentrated in 0-5 cm layer. The lime showed to be efficient as Mg source to corn and soy bean crops and restricted the Mn uptake by these crops. For this nutrient, the surface application of lime has to be with criterion in order to avoid its nutritional deficiency or toxicity to the plants. The choice of model more adjusted to semivariogram for the interpolation of yield data was important in the spatial analysis. The soybean yield responded to the treatment lime application in strips.

A produção agrícola passa por grandes transformações perante um= mercado sempre mais competitivo e com consumidores mais exigentes, tendo que se obter maiores produtividades com menor uso de insumos e defensivos agrícolas. Diante deste cenário, novas formas de gerenciamento agrícola se fazem necessárias e com técnicas de Agricultura de Precisão se torna possível compreender e intervir em algumas variáveis de produção agrícola. Na região centro-sul brasileira uma das características marcantes é a topografia nem sempre favorável à agricultura mecanizada. O relevo, por sua vez, pode influenciar vários fatores de produção como gênese, textura, retenção de água e teores de nutrientes do solo, severidade de doença, entre outros. No mapeamento da produtividade, etapa essencial na obtenção de informações para se implementar o ciclo de Agricultura de Precisão, são coletadas diversas informações, entre elas a altitude dos pontos amostrados no terreno. Este trabalho teve como objetivo avaliar a acurácia de mapas altimétricos obtidos por receptores de GPS. A execução se deu em três etapas, a primeira avaliando a acurácia de posicionamento vertical de dois receptores de GPS, um com correção de sinal por pós-processamento e outro através de sinal via satélite em tempo real. A segunda etapa avaliou a acurácia de mapas altimétricos gerados com dados de simulações de colheitas de cereais, comparando-os com levantamento realizado por método convencional e a terceira etapa avaliou a acurácia de mapas altimétricos obtidos por sistema comercial de monitoramento de produção obtido em duas colheitas seguidas nessa mesma área. A correção pós-processada do sinal de GPS se mostrou mais acurada que a correção via satélite e os mapas altimétricos obtidos nas simulações de colheita e nas colheitas reais oferecem qualidade mínima necessária para a obtenção de informação de altimetria, para regiões de relevo mais acidentado, porém não aplicável para regiões com relevos planos. A junção dos dados de diferentes passadas, tanto nas simulações quanto nas colheitas reais melhorou a qualidade da informação de altimetria obtida com DGPS. / A agricultural has been exposed to strong transformations, with a market always more competitive and with more exigent consumers and farmers having to obtain larger yields with less use of agricultural defensives. With this scenery, new forms of agricultural management are necessary and the use of precision agriculture techniques, is a possibility on trying to understand and interfere on production factors. In the southern Brazilian region the rough topography, is an important caracteristic not always favorable to mechanized agriculture. Topography can correlated with production factors, like genesis, texture, water and nutrients content in the soil, severity of diseases, among others. In the yield mapping process, first step of precision agriculture, altitude data is collected together with several other data. This work aims to evaluate the accuracy of elevation maps generated with GPS receivers. It was conducted on three stages. First, the accuracy of vertical position was evalauted on two GPS receivers, one with differential correction on post processing and other with real time differential correction by satelite. The second stage, evaluated the accuracy of elevation maps generated by simulation of harvesting operation and the third stage evaluated the accuracy of elevation maps generated with datas from a commercial yield mapping system generated on two harvesting seasons on the same area. The post processing differential correction showed to be more acurate than the real time differential correction. The elevation maps generated with simulated and real harvesting operations offered a minimum quality for altitude data, for regions with uneven surface but not for flat regions. Joining altitude data from different simulations on consecutive real harvesting operation improved the quality of altitude information obtained with DGPS.

Made available in DSpace on 2017-07-21T14:19:22Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Sandro Teixeira.pdf: 611887 bytes, checksum: da75c60dae366a84db89509883f57db4 (MD5) Previous issue date: 2014-07-31 / Considered a quality indicator, carbon constitutes an important attribute in the productive capacity of the soil. However the traditional methodologies used for determining carbon cause environmental problems due to the use of chemical reagents. The replacement of this procedure by others that generate little or no amount of toxic waste has been considered important. Spectroscopy is one of the promising techniques in Precision Agriculture for soil analysis and can be used to estimate carbon content. Among its benefits, highlights the sample preservation, no consumption of reagents, and their efficiency acquiring data from a large number of samples. The aim of this work was to contribute to determine a regression model able to predict the carbon content in soil samples using spectroscopy in the visible and near infrared region. The Machine Learning SVM technique available in the WEKA software was used to create the model. Because of their generalization ability SVM has been considered a better alternative than the other methods of multivariate regression. Two sets of soil samples collected in the Campos Gerais region were used to the experiments. The results evaluation was based on the forecast errors and the correlation coefficients between the values carbon content predicted by the model. Correlation coefficients ranging from 0.84 to 0.90 were found. It was concluded that the NIRS-vis spectroscopy combined with SVM technique can be recommended as an alternative to conventional methods for carbon analysis in the soil. / Considerado um indicador de qualidade, o carbono constitui-se em um importante atributo na capacidade produtiva do solo. Porém, as tradicionais metodologias empregadas para sua determinação geram problemas ambientais devido ao uso de reagentes químicos. Diante disso, a substituição desse procedimento por outros que gerem menor ou nenhuma quantidade de resíduos tóxicos tem sido considerada relevante. A espectroscopia é uma das técnicas promissora na Agricultura de Precisão para análises de solos e que pode trazer uma solução viável para análise de teor de carbono. Dentre suas vantagens, destaca-se a preservação da amostra, o não consumo de reagentes, além de sua eficiência na aquisição de dados provenientes de um grande número de amostras. O objetivo deste trabalho foi contribuir com um modelo de regressão capaz de predizer a quantidade de carbono em amostras de solo utilizando a espectroscopia na região do visível e no infravermelho próximo. Para tanto, foi utilizada a técnica de Aprendizagem de Máquina SVM incorporada ao software WEKA como auxílio na criação do modelo. A SVM tem representado uma alternativa melhor aos já consagrados métodos de regressão multivariada por apresentar capacidade de generalização. Nos experimentos realizados foram utilizados dois conjuntos de amostras de solo coletadas na região dos Campos Gerais. A avaliação dos resultados teve como base os erros de previsão e os coeficientes de correlação entre os valores dos teores de carbono preditos pelo modelo. Foram encontrados coeficientes de correlação que variaram entre 0,84 a 0,90. Concluiu-se que a espectroscopia no vis-NIRS aliada à técnica SVM é recomendada como uma alternativa aos métodos convencionais de análise de carbono em solos.

A agricultura de precisão pode ser definida como o gerenciamento da produção levando em consideração a variabilidade espacial da produtividade e dos fatores a ela relacionados, visando otimizar os insumos e permitindo a diminuição nos custos de produção. Uma forma de mapeamento de fatores do solo é o monitoramento da condutividade elétrica que permite inferir sobre variáveis como textura, salinidade, teor de água, entre outros. Os mapas de condutividade elétrica do solo não excluem a análise de amostras em laboratório, porém fornecem uma orientação na execução de amostragens estratégicas através da identificação de zonas homogêneas. Esse trabalho dá continuidade a estudos de monitoramento da condutividade elétrica do solo, utilizando um sensor de condutividade elétrica por contato, em áreas experimentais aonde vêm sendo obtidas informações da variabilidade espacial dos fatores do solo e da produção. Não se tem, até o momento, o domínio da qualidade da informação relacionada à condutividade elétrica para solos brasileiros, sendo necessários estudos aprofundados, especialmente para as regiões de maior importância agrícola do país. Por outro lado, no solo, o teor de água é fortemente relacionado a várias de suas características físicas, inclusive a condutividade elétrica. Antecipando-se a problemas de interpretação da condutividade elétrica que possam advir da falta de informação do teor de água no solo, o objetivo do trabalho foi monitorar espacialmente o teor de água e modelar sua influência na condutividade elétrica. Foram realizadas análises estatísticas clássicas, análises exploratórias dos dados e análises geoestatísticas, gerando parâmetros para a obtenção de mapas interpolados das variáveis condutividade elétrica, teor de água e argila, estimando, através da krigagem, valores dessas variáveis em locais não amostrados e também possibilitando análises de regressões polinomiais entre as variáveis. Por meio das regressões foi possível observar que no solo grande parte da variação do teor de água pode ser explicada pela variação do teor de argila. Em uma das áreas, onde as amplitudes dos teores de argila são maiores, a variabilidade espacial da condutividade elétrica mostrou ser dependente do teor de água e conseqüentemente do teor de argila. Em outra área o teor de água não apresentou influência na variabilidade espacial da condutividade elétrica. / Precision agriculture can be defined as the production management taking into account the spatial variability of yield and factors related, aiming to optimize the inputs and allowing the decrease of production costs. A way to monitor soil properties is by using electrical conductivity sensors which allows inferring about variables such as texture, salinity, moisture, etc. Maps of soil electrical conductivity do not exclude samples analysis in laboratory, however, they give an orientation in the execution of strategic samplings by the identification of homogeneous areas. This work gives continuity to studies of monitoring of the soil electrical conductivity, using an electrical conductivity sensor for contact, in experimental areas where has been obtained information of space variability of soil factors and yield. Information related to soil electrical conductivity is not well known for Brazilian soils, so it is important to conduct studies, especially for the agricultural areas of the country. On the other hand, soil moisture is strongly related the several of its physical properties, besides electrical conductivity. Foreseeing problems of interpretation of electrical conductivity information that can occur because of lack of information of soil moisture, the objective of this work was to spatially monitor soil moisture and to model its influence on electrical conductivity. Classic statistical analyses, data exploratory analyses and geoestatistic analyses were accomplished, generating parameters for interpolation maps of the: electrical conductivity, variables moisture and clay, estimating, through kriging, values of those variables in no sampled places and also making possible polynomials regressions analyses among the variables. Through the regressions it was possible to observe that, in the soil, great part of the moisture variation can be explained by the clay variation. In one of the areas, where the range of clay rate are larger, the spatial variability of the electrical conductivity showed to be dependent on the moisture and consequently on the clay. In another area the moisture not present any influence in the spatial variability of the electrical conductivity.