Submitted by GEORGE DEROCO MARTINS null (deroco87@hotmail.com) on 2017-02-08T14:17:06Z No. of bitstreams: 1 martins_gd_dr_prud.pdf: 4750620 bytes, checksum: 2b77564f0f8c206ce23e6d7ca4bac5d6 (MD5) / Approved for entry into archive by LUIZA DE MENEZES ROMANETTO (luizamenezes@reitoria.unesp.br) on 2017-02-13T18:01:23Z (GMT) No. of bitstreams: 1 martins_gd_dr_prud.pdf: 4750620 bytes, checksum: 2b77564f0f8c206ce23e6d7ca4bac5d6 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-02-13T18:01:23Z (GMT). No. of bitstreams: 1 martins_gd_dr_prud.pdf: 4750620 bytes, checksum: 2b77564f0f8c206ce23e6d7ca4bac5d6 (MD5) Previous issue date: 2016-12-19 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Os nematoides são importantes fitoparasitas que se constituem em um problema sério para o cultivo do café no Brasil. Como a ocorrência de nematoides no sistema radicular do cafeeiro causa desequilíbrios nutricionais na planta que provocam variações na resposta espectral da folha e define uma configuração espacial característica às áreas infectadas, o objetivo desta pesquisa avaliar o potencial de dados de sensoriamento remoto adquiridos em multiescala para discriminar e mapear o café sadio, em estágio inicial de infecção e severamente infectado. A pesquisa foi desenvolvida em três áreas experimentais, localizadas no sul do estado de Minas Gerais, nas quais foi certificada a ocorrência de nematoides e realizadas medições de variáveis biofísicas e dados hiperespectrais na folha e sobre o dossel da planta. Os dados hiperespectrais também foram utilizados em simulação de bandas dos sensores do RapidEye e OLI/Landsat 8 para identificar as faixas espectrais mais sensíveis para a discriminação de patógenos em plantas de café. Nenhum dos parâmetros biofísicos avaliados discriminou eficientemente as folhas de plantas sadias e infectadas, mas a simulação de bandas indicou que os intervalos espectrais do vermelho, vermelho limítrofe e infravermelho próximos do RapidEye foram complementares para a discriminação de plantas de café sadio e dos dois níveis de infecção. Essas bandas, mais uma imagem NDVI, foram utilizadas na classificação das áreas infectadas por nematoides, a qual definiu a distribuição espacial de café sadio e dos dois níveis de infecção, com uma acurácia global de 78% e coeficiente kappa de 0,71. A classificação não supervisionada da imagem multiespectral OLI/Landsat 8 também definiu as três condições, porém com baixa confiabilidade (coeficiente kappa igual a 0,41). Por outro lado, uma inferência espacial quantitativa da concentração de nematoides/cm³ no solo, a partir de um modelo empírico baseado na imagem RapidEye, apresentou um erro consideravelmente alto (21,89%). / Nematodes are important phytoparasites that constitute a serious issue for coffee cultivation in Brazil. Because root infection by nematodes induces spectral variation in leaves and defines a unique spatial configuration in the cultivation field, the aim of this study is to evaluate the potential of remote sensing data acquired in multiscale to discriminate and map healthy, early infected and severely infected coffee plants. This study was carried out in three experimental areas, located in the in southern Minas Gerais State, in which the occurrence of nematodes was certified and biophysical and hyperspectral measurements of the leaves and on the canopy were made. Hyperspectral data were also used to simulate the bands of the RapidEye and OLI/Landsat 8 sensors to identify the most sensitive spectral ranges for pathogen discrimination in coffee plants. None of the biophysical parameters efficiently discriminated the leaves of healthy and infected plants, but the band simulations indicated that red, red edge and near infrared spectral ranges were complementary to the discrimination of healthy coffee plants and the two levels of infection. These bands, plus an (NDVI) image, were used for a multispectral classification of healthy and nematode-infected areas. The multispectral classification defined the spatial distribution of healthy, early infected and two levels of infection, with an overall accuracy of 78% and kappa coefficient of 0.71. The unsupervised classification of the multispectral image OLI/Landsat 8 also defined the three conditions, but with low reliability (kappa coefficient equal to 0.41). In contrast, a quantitative spatial inference of the soil nematode concentration/cm³, from an empirical model based on the RapidEye image, presented a considerably high error (21.89%).

Orientador: Morel de Passos e Carvalho / Banca: Marcelo Andreotti / Banca: Salatiér Buzetti / Banca: Cassiano Garcia Roque / Banca: Rafael Montanari / Resumo: A cultura da cana-de-açúcar desempenha, frente à realidade brasileira, sobretudo no aspecto relacionado às fontes energéticas alternativas, importantíssimo papel. Assim, num talhão de cana-de-açúcar (variedade RB855035, em seu terceiro corte) da Usina Vale do Paraná S/A Álcool e Açúcar, localizada no município de Rubinéia (SP), Brasil, 20°17'53'' de Latitude Sul e 51°02'23'' de Longitude Oeste, manejado para duas formas de colheita da cana-crua (com manutenção e com remoção da palhada), foram estudadas as correlações (lineares de Pearson e as geoestatísticas) entre a produtividade de colmos e atributos físico- químicos do solo, com os objetivos de verificar, entre as duas modalidades de colheita da cana-crua: a) o atributo do solo que possui a melhor correlação de Pearson com a produtividade da cana-de-açúcar; b) o atributo do solo que possui a melhor cokrigagem (correlação geoestatística) com a produtividade da cana-de-açúcar; e c) analisar se há diferença entre os dois métodos de colheita de cana-crua. Para tanto, foram instaladas duas malhas geoestatísticas regulares, contendo cada uma 1,30 ha com 121 pontos amostrais georreferenciados, em um Argissolo Vermelho eutrófico (declive homogêneo de 0,065 m m- 1 ), no ano de 2011. Os atributos avaliados das plantas foram: a) produtividade de colmos de cana-de-açúcar, b) plantas por metro, c) quantidade de palhada sobre o solo, d) estoque de carbono na palhada, e e) açúcares totais recuperáveis. Os do solo foram: a) resistência mecânica à penetração, b) umidade gravimétrica, c) densidade, d) estoque de carbono, e e) pH (CaCl2), nas profundidades de 0-0,20 e 0,20-0,40 m, além da altitude do terreno. A análise estatística dos dados ficou compreendida de análise descritiva, teste F, análise das correlações lineares e análise geoestatística... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The sugarcane crop play a very important role on the Brasilian reality, mainly in the aspect related to the alternative sources. So, in a sugarcane area (variety RB855035, third cut) at Vale do Paraná S/A Alcohol and sugar destillary, lacated in Rubinéia-SP, Brazil, 20°17'53''S and 51°02'23''W, managed for two forms of harvest of the raw cane (with maintenance and with removal of the straw) they were studied the correlations (linear of Pearson and the geostatistical) between the productivity of stems and physiochemical attributes of the soil, with the objectives of verifying, between the two modalities of crop of the raw cane: a) the attribute of the soil that provides the best correlation of Pearson with the productivity of the sugarcane; b) the attribute of the soil that provides the best cokriging (correlation geoestatistical) with the productivity of the sugarcane; and c) to analyze if there is difference between the two methods of crop of raw cane. For this were installed two regular geoestatistical meshes containing each one 1.30 ha with 121 sampling from a Typic Haplustult (homogeneous slope of 0.065 m m-1), in 2011. The appraised attributes of the plants were: a) productivity of sugarcane stems, b) plants for meter, c) amount of straw on the soil, d) stock of carbon in the straw, and e) recoverable total sugar content in sugarcane. The attributes of the soil were: a) mechanical resistance to the penetration, b) gravimetric moisture, c) bulk density, d) stock of carbon, and e) pH (CaCl2), at depths of 0-0.20 and 0.20- 0.40 m, besides the altitude of the land. The statistical analysis of the data was performed by descriptive analysis, test F, analysis of the linear correlation and geostatistical analysis. For the crop of the raw cane with maintenance of the straw, the bulk density, at depth of 0-0.20 m, was the attribute of... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor

Resumo: Essa tese apresenta o desenvolvimento de um sistema de mineração de dados baseado na técnica de computação evolucionária denominada Algoritmos Genéticos. O sistema resultante, de nome MinAG, realiza a tarefa de classificação de dados contínuos e destina-se a minerar dados físico-químicos do solo e da água. Os padrões de comportamento dos atributos minerados são apresentados no formato SE-ENTÃO, facilitando a compreensão da informação descoberta. Foram definidos alguns requerimentos e restrições para o uso desse sistema relacionados às características do arquivo de dados possível de ser minerado. O MinAG adota o conceito de computação em grid, o que propicia para que mais e melhores resultados sejam obtidos. Os testes realizados permitiram concluir que o sistema executou as tarefas definidas para o mesmo e gerou resultados corretos ao minerar as bases de dados a que se propôs, atingindo, portanto os objetivos dessa tese. Foram realizados dois estudos de casos. No primeiro foi utilizada uma base de dados brasileira sobre dados físico-químicos do solo obtidos por equipamentos de agricultura de precisão na região de Campos Novos Paulista - SP. No segundo estudo de caso usou-se uma base de dados de qualidade de água do estado da Flórida - EUA. Em ambos os casos o sistema foi capaz de atingir seu objetivo encontrando padrões de comportamento nos dados. Pode-se concluir que o sistema MinAG apresenta-se como uma nova maneira de analisar a correlação entre os elementos físico-químicos do solo e da água. Esse sistema não deve ser entendido como um substituto de métodos de análise tradicionais, como a estatística. Sua função é servir como uma ferramenta adicional na geração de informações para auxílio à compreensão do comportamento existente nos dados. / Abstract: This thesis presents the data mining system development based on an evolutionary computation technique named Genetic Algorithms. The MinAG system performs the continuous data classification task and mines water and soil physico-chemical datasets. The patterns discovered by mining the attributes are presented using the IF-THEN rule format. It makes it easier to understand the information discovered. Some requirements and restrictions related to the dataset features were defined in order to use the system. MinAG adopts the grid computing concept in order to produce more and better results. By the evaluation system, it was possible to conclude that it is able to perform the proposed tasks and produces correct results when mining the datasets. Therefore, the system reached the thesis goals. Two case studies were performed. In the first one, a Brazilian dataset related to soil physico-chemical properties was used. The data was obtained in Campos Novos Paulista - SP by Precision Agriculture equipment. In the second case study, a Florida - USA water quality dataset was utilized. The system discovered behavior patterns achieving the goals in both cases. The MinAG system presents a new way to analyse the correlation between the water and soil physico-chemical attributes. This system is not a substitute for traditional methods such as statistics. In fact, it is an auxiliary tool to generate information in order to help understand the behavior between data. / Orientador: Angelo Cataneo / Coorientador: Fedro S. Zazueta / Banca: Manoel Henrique Salgado / Banca: José Luis Braga / Banca: Luiz Roberto Almeida Gabriel / Banca: Marcelo Giovaneti Canteri / Doutor

Mundialmente surge uma grande demanda por fontes alternativas de energia, propiciando ao setor sucroalcooleiro brasileiro uma intensa expansão, exigindo cada vez mais tecnologias que maximizem a produção e aumentem o retorno econômico, sendo de suma importância o correto manejo do nitrogênio aplicado à cultura da cana-de-açúcar. Dessa forma, o uso de técnicas da agricultura de precisão, em especial o uso de sensores que possibilitam a aplicação de fertilizantes nitrogenados em taxa variável e em tempo real, vem recebendo grande atenção por pesquisadores de todo o mundo. Sendo assim, a presente pesquisa teve como objetivo principal verificar a potencialidade de um sensor ótico ativo terrestre (Crop Circle, Holland scientific) em auxiliar na recomendação de nitrogênio em taxa variável para a cultura de cana-de-açúcar, de acordo com a necessidade de cada área. Para tanto, instalaram-se duas áreas experimentais, contando, em cada área, com um experimento em parcelas em um experimento em forma de faixas. O experimento em parcelas teve a finalidade de avaliar a resposta da cultura a doses de nitrogênio, mensurada por diferentes métodos. O experimento em forma de faixas de cana-deaçúcar teve a função de possibilitar o teste de diferentes estratégias de recomendação de nitrogênio, em taxa variável, a partir da utilização de sensores óticos terrestres. Verificou-se que a cultura não respondeu significativamente, em termos de produtividade, ao nitrogênio aplicado, enquanto que as análises foliares para fins de avaliação nutricional das plantas mostraram-se inconclusivas. Observou-se baixa correlação entre o teor foliar de nitrogênio e a quantidade de clorofila nas folhas mensuradas por clorofilômetro, sendo estes dois métodos insuficientes para avaliar a eficiência do sensor ótico em estimar a nutrição da cana-de-açúcar por nitrogênio, uma vez que os índices de vegetação mensurados por esse equipamento tiveram seus valores elevados pelo aumento na dose de nitrogênio aplicada. A metodologia de recomendação de fertilização nitrogenada, a partir de curvas de dose/resposta levantadas nos experimentos em parcelas, mostrou-se problemática por recomendar nitrogênio em excesso ao não levar em consideração a resposta da cultura a esse nutriente. A outra estratégia, com base na resposta da cultura estimada em uma faixa de cana-de-açúcar que tenha recebido a dose adequada de nitrogênio, recomendou nitrogênio em menores quantidades, mais condizentes com a baixa resposta da cultura verificada nos experimentos em parcelas. Concluiu-se que o sensor ótico é ferramenta útil para recomendar nitrogênio para a cultura da cana-de-açúcar levando em conta sua variabilidade espacial. Por isso torna-se necessária a realização de mais estudos para se aferir a melhor estratégia e o melhor índice de vegetação a ser utilizado para a recomendação, assim como possíveis fatores que venham a interferir nos resultados obtidos. / Globally there is a great demand for alternative sources of energy, propitiating an intense expansion to the Brazilian sugarcane sector that becomes avid for more technologies to maximize the sugarcane production and increase the economical return. In this context, it is extremely important the proper management of nitrogen applied to sugarcane crop. The use of precision agriculture techniques, especially using sensors that make possible the nitrogen fertilization in variable rate and real time, is receiving great attention from researchers around the world. The present research had as main objective verify the potential of a terrestrial active optical sensor (Crop Circle, Holland Scientific) to support the nitrogen recommendation in variable rate application on the sugarcane crop, in agreement with the need for each area. To reach this goal, two experimental areas were conducted counting in each area with a plots experiment and a strips experiment. The plots aimed to evaluate the crop response to nitrogen, measured by different methods. The strips had the function to test different strategies of nitrogen fertilizer recommendation on variable rate based on the use of the terrestrial optical sensor. The crop did not respond significantly to the applied nitrogen in terms of productivity, while the leaf analyses to evaluate the plants nutritional status proved to be inconclusive. It was observed lower correlation between leaf nitrogen content and the amount of chlorophyll measured by a portable chlorophyll meter, being these two methods insufficient to evaluate the efficiency of the optical sensor on estimating the nitrogen nutrition of the sugarcane, as the vegetation indices measured by this equipment had values increasing according to the amount of nitrogen applied. The methodology of nitrogen fertilization recommendation, starting from curves of input/response obtained in the plots proved to be problematic, because it recommends nitrogen over application and does not take into account the crop response to this nutrient. The other strategy, based on estimated crop response in a strip that has received the appropriate nitrogen rate, resulted in smaller nitrogen amounts, being more consistent with the low response of sugarcane found in the experimental plots. The optical sensor is a useful tool to recommend nitrogen to the sugarcane crop, taking into account its spatial variability. Further studies are necessary to assess the best strategy and best vegetation index to be used for the recommendation, and possible factors that may interfere in the obtained results.

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.

Agricultura de Precisão é um novo paradigma de gestão da produção agrícola, que considera as variabilidades da produtividade e dos fatores de produção. Nesse novo paradigma de produção os agrônomos especializados em Agricultura de Precisão utilizam softwares para o gerenciamento de dados e visualização de mapas que são gerados nas diversas fases do processo. Estes softwares são caros e complexos, o que dificulta para os usuários não especialistas o acesso aos mapas, ficando o seu uso restrito apenas ao usuário especializado. o objetivo deste trabalho é o desenvolvimento de um ambiente, com interface amigável e de baixo custo, que opere pela internet, permitindo aos usuários menos especializados a visualização dos mapas e a inserção de informações indexadas ao talhões de produção em uma base de dados remota. Foi desenvolvida uma solução de software utilizando componentes de software livre como servido web Apache, a linguagem interpretada PHP, o módulo do Apache Mapscript e o Banco de Dados MySQL. Para a interação dos usuários com a imagem dos mapas foi proposto e desenvolvido um algorítmo para a criação de pontos clicáveis que são gerados dinamicamente. / Precision Agriculture is a new paradigm to manage yield variability and the agricultural inputs. The agricultural engineer specialized in Precision Farming uses softwares to manage data and to visualize maps that are made in the many steps of the process. These softwares are expensive and complex and, thus, dificult to those users who are not specialized in accessing the maps. The aim of this work is to develop a system, with a friendly-user and low cost interface, that operates through the internet, allowing unspecialized users to visualize thos maps and to insert field indexed information in a remote database. A software was developed using free components like Apache webserver, PHP script language, Mapscript Apache's module and the Mysql database. For user interaction with the map image, a algoritm to dinamicly create link poinst was proposed and developed.

A utilização de máquinas e implementos agrícolas nas culturas anuais ou semiperenes no Brasil, é um dos fatores que mais demandam recursos financeiros, devido ao custo em combustíveis, mão-de-obra e depreciação das máquinas. Além disso, se mal utilizadas, pode acarretar danos ambientais, como erosão e compactação do solo. A agricultura de precisão vem crescendo no Brasil e o princípio é o controle de fertilidade, assim como de atributos físicos e químicos que interferem na produtividade de áreas específicas. Partindo deste pressuposto, as zonas de manejo, delimitadas por áreas geométricas, são definidas pelo administrador, pelos fatores físicos e químicos do solo, assim como sócioambientais. A hipótese deste trabalho foi que “A geometria dos talhões pode influenciar diretamente a eficiência de percurso”. O objetivo deste trabalho foi criar uma base de dados geográficos que subsidiasse a avaliação da geometria dos talhões e o traçado dos carreadores, em uma região canavieira. A área de estudo se localiza na microbacia do Ribeirão dos Marins, município de Piracicaba, estado de São Paulo. O software utilizado para o georreferenciamento das imagens, cruzamento dos mapas, elaboração de MNT, e criação do banco de dados foi o SPRING, desenvolvido pelo Instituto Nacional de Pesquisas Espacias (INPE). Foram utilizadas fotografias aéreas para a identificação dos talhões, carreadores, estradas vicinais e rede de drenagem, para a elaboração de mapas temáticos a serem inseridos no sistema. Os mapas de curvas de nível, uso do solo e classe de solo em formato vetorial subsidiaram a elaboração dos mapas temáticos de ambientes de produção. Com a metodologia utilizada, foi proposto um cenário de talhões, com base nos critérios inseridos no sistema, e calculados; o comprimento dos carreadores, a área de preservação permanente, o tempo de manobra de máquinas agrícolas de duas operações agrícolas, assim como a eficiência de percurso. Este cenário,foi comparado com a situação atual, para que fosse estabelecido quanto a geometria influenciou nos aspectos estudados. / The use of machines and agricultural implements in cultures annual or semi-perennial in Brazil is one of the factors that more demands financial resources, due to the cost in fuels, labor and machinery depreciation. Besides, if badly used, can happen environmental damages, such as erosion and compacting soil. Precision Agriculture is growing in Brazil and it is based on soil physical and chemical attributes as well other factors that interfere in the productivity of specific areas. From this stand point, the geometric shapes field, which are influenced by soil environmental and social factors, have a fundamental role in the optimization of the productive processes, influencing directly in the income of the producer. The planning of the shape of the fields and roadways with the use of Geographical Information System (GIS) and Remote Sensing techniques contribute to the optimization of traffic, improving the course efficiency, reducing the number of the machine hours and fuel and labor costs, minimizing the environmental impacts. The present work aimed at using GIS and Remote Sensing to obtain field and roadways maps for the sugarcane crop. The area studied was the Marins drainage basin, located in the city of Piracicaba, São Paulo state. The software used for images georeferencing, map crossing and TIN elaboration was SPRING, developed by INPE (Instituto de Pesquisas Espaciais). Aerial pictures were used for the identification of the fields, roadways, local highways and watersheds, in order to elaborate thematic maps to insert in the system. Contour, land use and soil type in vector format subsidize the elaboration of thematic maps of production scenarios. The information layers were crossed using LEGAL (Linguagem Espacial de Geoprocessamento Algébrico) programming. With this methodology, fields scenarios were proposed, based on criteria insert in the system. The roadway length, the reserve forest, steering time of two agricultural operations, the intersection of plots and farm boundaries and traffic efficiency were calculates. Thus, it was possible simulate an optimized scenario with higher traffic efficiency. This scenario, compared to the currently adopted plot design, would accomplish a decrease in the roadway length steering time, machine hours and increase in the area cultivated.

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.

O presente estudo objetivou a análise, em lavouras sob semeadura direta, da distribuição vertical e horizontal da resistência à penetração medida por valores georreferênciados do Índice de Cone (IC) e a influência do teor de água do solo, permitindo assim a interpolação para análise de relações causa e efeito. Fatores importantes como o teor de argila, silte, densidade, espaço poroso e teor de matéria orgânica do solo também foram monitorados. Utilizou-se um penetrômetro hidráulico eletrônico, receptores de GPS, amostradores de solo e programas computacionais para o tratamento e obtenção dos resultados em três áreas de estudo sob semeadura direta. Os resultados foram apresentados na forma de mapas em diferentes profundidades, os quais permitem a visualização da espacialidade dos atributos, e pela regressão entre os dados interpolados através da função que apresentou o coeficiente de determinação (R2) mais elevado. Constatou-se a ocorrência de valores maiores para o IC nas profundidades compreendidas de 0,1 a 0,2 m em todas as áreas estudadas. Observou-se também valores menores de IC em locais com maior teor de matéria orgânica, a qual coincidiu com maiores teores de argila e silte em uma das áreas para a qual estes três atributos foram monitorados. A visualização das relações entre fatores nos mapas e a regressão adequada entre os valores interpolados dos atributos destes nem sempre foram possíveis, mas quando houve esta possibilidade, a inter-relação entre o IC e o teor de água, assim como todas as relações espaciais com os demais atributos do solo estudados foram visíveis nos mapas e constatáveis pelo modelo ajustado. O IC foi influenciado principalmente pelo teor de água, densidade e espaço poroso do solo. No entanto seu valor também variou em decorrência de outras inter-relações existentes, as quais estão relacionadas aos teores de argila, silte e matéria orgânica. / The objective of this study is to measure the vertical and horizontal distribution of cone index (CI) values in no- till systems and the influence of soil water content. Data were interpolated allowing for cause and effect analysis. Other important factors as clay and silte content, bulk density, porous space and organic matter content had been monitored. A hydraulically penetrometer was used together with GPS receiver, soil auger and computer programs to collect and analize the data in tree different areas. Results allowed for the generation of maps of the attributes on different depts, and the regression among the interpolated data, choosing the models with the higher determination coefficient (R2). It was evidenced, in all areas, high CI values at depth betwen 0,1 to 0,2 m. Lower values of CI occurred, in one of the areas, in the same place of higher organic matter, in the same located of higher clay and silt content. The visualization of relationship between two factors in the maps and the regression among the interpolated values extracted from those maps was not always possible, but when that possibility took place, the relationship between the CI and water content, as the other spatial relations, was visible in the maps and achievable by the modeling of the data extracted from them. The CI was first influenced by the water content, bulk density and porous space. Nevertheless it also varied as function of clay, silte and organic matter content.

Para o cenário da sustentabilidade da cana um dos problemas é o tráfego indiscriminado de rodados sobre as soqueiras, especialmente na colheita mecanizada, devido a desalinhamentos das fileiras de cana e dificuldade de manutenção dos veículos e composições devidamente afastados destas. Assim, as tecnologias de direcionamento automático estão ganhando espaço no setor sucroalcooleiro. No cenário da citricultura a implantação de um pomar é uma etapa de extrema importância econômica, uma vez que estão envolvidas diversas operações mecanizadas. O alinhamento das fileiras é feito manualmente, etapa que demanda a utilização de uma equipe composta por um topógrafo e cerca de 8 a 10 funcionários. A utilização de sistema de direcionamento automático (piloto automático) elimina esta operação consequentemente reduzindo o número de funcionários. A partir disso o objetivo desse trabalho foi avaliar o desempenho da utilização de alguns modelos de piloto automático em cana-de-açúcar e citros. Na cultura da cana-de-açúcar o objetivo foi avaliar a acurácia de sistemas de piloto automático na operação de abertura de sulcos. Na cultura de citros o objetivo foi avaliar a acurácia do sistema de piloto automático na abertura de sulcos para transplantio e analisar o desempenho operacional e econômico do sistema de piloto automático confrontado como a prática usual, de alinhamento ótico e manual. No primeiro foram realizados ensaios combinando dois tipos de piloto automático (universal e integrado), na abertura de sulcos para plantio de cana, em diferentes tratores, com dois tipos de sinal de GPS (SF1 e RTK) na operação de abertura de sulcos em canade- açúcar para avaliar o erro de paralelismo dos equipamentos. Os ensaios foram realizados com três repetições em percursos retos e curvos. Para o cálculo dos erros de paralelismo utilisou-se um GPS com sinal RTK coletando os dados de cada percurso sendo possível determinar o posicionamento em relação à linha referencia A-B. A segunda parte do trabalho, com citros, foi dividida em duas etapas. A primeira consistiu em georreferenciar as plantas com sulcos feitos com e sem a utilização de piloto automático. Na segunda etapa do trabalho foi conduzida a avaliação da capacidade operacional da abertura de sulcos, com e sem a utilização de piloto automático coletando dados de tempos e de movimentos com um receptor de GPS. Para os ensaios em operação de abertura de sulcos no plantio de cana-de-açúcar com utilização do piloto automático o sistema integrado obteve melhor desempenho que o sistema universal tanto em percursos retos quanto em percursos curvos. Em percursos retos o sistema universal 200 obteve valores de erros médios menores que o sistema universal 100, o oposto ocorrendo em percursos curvos. O sinal RTK obteve melhor acurácia em relação ao sinal SF1. Na implantação de pomares de citros foi obtido um erro médio de desalinhamento de 0,08 m em sistema convencional de sulcagem contra um erro médio de 0,04 m do piloto automático. A operação de sulcagem utilizando o piloto automático apresentou uma eficiência de campo média menor. Porém, com piloto automático foi possível trabalhar com velocidades maiores, o que resultou numa maior capacidade de campo efetiva e consequentemente menor custo operacional. / For the sugarcane scenery one of the sustainability problems is the indiscriminate traffic of machinery wheels on the sugar cane, especially in the mechanical harvest, due to misalignment of the cane rows and difficulty of maintenance of the vehicles and compositions away of the crop rows. This is the reason the technologies of auto-guidance systems are succeeding in the sugar cane business. In the scenery of the citrus the implantation of an orchard is a stage of extreme economical importance due to the high cost, once several automated operations are involved. After the soil tillage, the manual alignment of the rows is accomplished for the transplanting, stage that demands the use of a team composed by a topographer and about 8 to 10 staffs. The use of auto-guidance systems provides the elimination of the manual alignment of the rows for transplanting and consequent reduction of the number of staffs. The technologies of autoguidance systems based on orientation through satellites intend to improve the alignment and the operational capacity of mechanized operations. The target of this work was to evaluate the performance of the use of some auto-guidance systems in sugarcane and citrus. In sugarcane the objective was to evaluate the accuracy of auto-guidance system in the furrows opening. In citrus the target was to evaluate the accuracy of auto-guidance systems in the opening furrows for transplanting and to analyze the operational and economical performance of an auto-guidance system compared to the usual practice, of optic and manual alignment. In the first test, on sugar cane, two types of guidance systems (universal and integrated) were involved, with two types of GPS signals (SF1 and RTK) and two types of tractors (Valtra BH 180 and John Deere 7815). Three replications were accomplished in the operation of opening furrows to evaluate parallelism errors of auto-guidance equipments in straight and curved tracks. The second part of the research was divided in two parts. The first stage consisted on georreferencing the plants in the field three months after the transplanting using both technologies for furrows opening, auto-pilot and manual alignment. In the second stage field capacities were evaluated by collecting data with a GPS receiver, with the tractor under the two conditions, with and without auto-guidance use. For the tests on opening furrows in sugarcane the integrated auto-guidance obtained better accuracy than the universal systems in straight tracks and in curved tracks, presenting lower aligning errors. In straight tracks the universal system 200 resulted in lower error values than the universal system 100. The universal system 100 resulted in lower errors in curved lines than the universal system 200. All the evaluated technologies obtained better performance in straight tracks. RTK signal had better accuracy when compared to SF1. In the implantation of citrus orchards the average aligning error on furrows opening was 0.08 m in the conventional system against 0.04 m for the auto-guidance systems. The opening of furrows operation using the auto-guidance presented lower field efficiency. However, with auto-guidance it was possible to work with higher speeds, what resulted in a higher field capacity and smaller operation cost.