Protection management with the aid of plant protection products makes it possible to carry out pest control programs in agricultural environments and make them less hazardous for the cultivation of products on a large scale. However, when these programs are put into effect, only a small proportion of the sprayed products is really deposited on the target area while much of it is carried to neighboring regions. The scientific literature includes studies on the use of mathematical techniques to calculate the physical transformation and movement and provide a deposition estimate of the product. On the basis of this prediction, it is possible to configure a system which can allow the spraying to be carried out in normal weather conditions in the region for a satisfactory performance, although these conditions can undergo changes and make any statistical configuration unreliable. An alternative way of overcoming this problem, is to adapt the spray elements to the meteorological conditions while the protection management is being undertaken. However, the current techniques are operationally expensive in computational terms, which makes them unsuitable for situations where a short operational time is required. This thesis can be characterized as descriptive and seeks to allow deposition predictions to be made in a rapid and precise way. Thus it is hoped that the new approaches can enable the spray element to be adapted to the weather conditions while the protection management is being carried out. The study begins by attempting to reduce costs through a computational model of the environment that can speed up its execution. Subsequently, this computational model is used for predicting the rate of deposition as a fitness function in meta-heuristic algorithms and ensure that the mechanical behavior of the spray element can be adapted to the weather conditions while the management is put into effect. The results of this approach show that it can be adapted to environments with low variability. At the same time, it has a poor performance in environments with a high variability of weather conditions. A second approach is investigated and analyzed for this scenario, where the adaptation requires a reduced execution time. In this second approach, a trained machine learning technique is employed together with the results obtained from the first approach in different scenarios. These results show that this approach allows the spray element to be adapted in a way that is compatible with what was provided by the previous approach in less space of time. / O manejo de proteção com uso de produtos fitofarmacêuticos possibilita o controle de pragas em ambientes agrícolas, tornando-o menos nocivo para o desenvolvimento da cultura e com produção em grande escala. Porém, apenas uma pequena parte do produto pulverizado realmente é depositado na área alvo enquanto a maior parte do produto sofre deriva para regiões vizinhas. A literatura científica possui trabalhos com o uso de técnicas matemáticas para calcular a transformação física e movimento para estimar a deposição do produto. Com base nessa predição é possível configurar o sistema de pulverização para realizar a pulverização sob uma condição meteorológica comum na região para um desempenho satisfatório, mas as condições meteorológicas podem sofrer alterações e tornar qualquer configuração estática ineficiente. Uma alternativa para esse problema é realizar a adaptação da atuação do elemento pulverizador às condições meteorológicas durante a execução do manejo de proteção. Contudo, as técnicas existentes são computacionalmente custosas para serem executadas, tornando-as inadequadas para situações em que é requerido baixo tempo de execução. Esta tese se concentra no contexto descrito com objetivo de permitir a predição da deposição de forma rápida e precisa. Assim, espera-se que as novas abordagens sejam capazes de possibilitar a adaptação do elemento pulverizador às condições meteorológicas durante a realização do manejo de proteção. Este trabalho inicia com o processo de redução do custo de execução de um modelo computacional do ambiente, tornando sua execução mais rápida. Posteriormente, utiliza-se este modelo computacional para predição da deposição como função Fitness em algoritmos de meta-heurística para adaptar o comportamento do elemento pulverizador às condições meteorológicas durante a realização do manejo. Os resultados desta abordagem demonstram que é possível utilizá-la para realizar a adaptação em ambientes com baixa variabilidade. Por outro lado, pode apresentar baixo desempenho em ambientes com alta variabilidade nas condições meteorológicas. Uma segunda abordagem é investigada e analisada para este cenário, onde o processo de adaptação requer um tempo de execução reduzido. Nesta segunda abordagem é utilizado uma técnica de Aprendizado de Máquina treinada com os resultados gerados pela primeira abordagem em diferentes cenários. Os resultados obtidos demonstram que essa abordagem possibilita realizar a adaptação do elemento pulverizador compatível com a proporcionada pela abordagem anterior em um menor espaço de tempo.

This dissertation describes the work conducted on error analysis for Brillouin Optical Time Domain Reflectometry (BOTDR), a distributed strain sensing technology used for monitoring the structural performance of infrastructures. Although BOTDR has been recently applied to many infrastructure monitoring applications, its measurement error has not yet been thoroughly investigated. The challenge to accurately monitor structures using BOTDR sensors lies in the fact that the measurement error is dependent on the noise and the spatial resolution of the sensor as well as the non-uniformity of the monitored infrastructure strain conditions. To improve the reliability of this technology, measurement errors (including precision error and systematic error) need to be carefully investigated through fundamental analysis, lab testing, numerical modelling, and real site monitoring verification. The relationship between measurement error and sensor characteristics is firstly studied experimentally and theoretically. In the lab, different types of sensing cables are compared with regard to their measurement errors. Influences of factors including fibre diameters, polarization and cable jacket on measurement error are characterized. Based on experimental characterization results, an optics model is constructed to simulate the Brillouin back scattering process. The basic principle behind this model is the convolution between the injected pulse and the intrinsic Brillouin spectrum. Using this model, parametric studies are conducted to theoretically investigate the impacts of noise, frequency step and spectrum bandwidth on final strain measurement error. The measurement precision and systematic error are then investigated numerically and experimentally. Measurement results of field sites with installed optical fibres displayed that a more complicated strain profile leads to a larger measurement error. Through extensive experimental and numerical verifications using a Brillouin Optical Time Domain Reflectometry (BOTDR), the dependence of precision error and systematic error on input strain were then characterized in the laboratory and the results indicated that a) the measurement precision error can be predicted using analyzer frequency resolution and the location determination error and b) the characteristics of the measurement systematic error can be described using the error to strain gradient curve. This is significant because for current data interpretation process, data quality is supposed to be constant along the fibre although the monitored strain for most of the site cases is non-uniformly distributed, which is verified in this thesis leading to a varying data quality. A novel data quality quantification method is therefore proposed as a function of the measured strain shape. Although BOTDR has been extensively applied in infrastructure monitoring in the past decade, their data interpretation has been proven to be nontrivial, due to the nature of field monitoring. Based on the measurement precision and systematic error characterization results, a novel data interpretation methodology is constructed using the regularization decomposing method, taking advantages of the measured data quality. Experimental results indicate that this algorithm can be applied to various strain shapes and levels, and the accuracy of the reconstructed strain can be greatly improved. The developed algorithm is finally applied to real site applications where BOTDR sensing cables were implemented in two load bearing piles to monitor the construction loading and ground heaving processes.

Este trabalho tem como principal objetivo o projeto de um controlador fuzzy para o controle da taxa de aplicação de herbicidas de acordo com mapas de infestação de plantas daninhas georeferenciados usando válvulas reguladoras comerciais. São considerados dois tipos de válvulas reguladoras para o controle da vazão de saída. No primeiro tipo a área de passagem é controlada por meio de uma agulha e no segundo por meio de um perfil esférico. O projeto do controlador fuzzy foi baseado nos ganhos de um controlador PID obtidos a partir de modelos do sistema de aplicação de defensivos agrícolas considerando 3 pontos de operação e ensaios realizados em um protótipo estático de um sistema de pulverização. Foram elaboradas uma interface para o acionamento da válvula reguladora e das válvulas de seção da barra de aplicação e um simulador em ambiente LabView para testar os algoritmos de controle desenvolvidos e efetuar testes preliminares de desempenho. Resultados de ensaios com o simulador e com o protótipo foram obtidos para dois casos: no primeiro variou-se a referência e no segundo introduziu-se uma perturbação com o desligamento de válvulas de seções da barra de aplicação. Finalmente, as respostas para os controladores PID e fuzzy obtidos foram avaliadas e comparadas. Resultados de ensaios com o simulador e protótipo mostram a eficiência do controlador fuzzy obtido para a mudança de referência e introdução de perturbação com o desligamento de uma das válvulas de seção. / The main goal of this work is the design of fuzzy controllers for a rate herbicide application control according to an infestation map of georeferenced weeds using commercial regulator valves. To control the out flow two types of valves are considered. In the first type the crossing area is controlled through a needle and in the second type through a spheric profile. The fuzzy control design was based on PID controllers obtained from the sprayer system models and tests in a static sprayer prototype. An interface and a simulator in LabView environment were built to implement and test the performance of the developed control algoritms. Simulation and experimental results were obtained for two cases. In the first, the set point was varied and in the second a perturbation was applied by disconnecting sections valves of the application bar. Finally, the obtained results for the PID and fuzzy controllers are evaluated and compared. Results of tests and simulator showed the efficiency of the obtained fuzzy controler in respect to reference changes and to a perturbation input when a section bar was turned off.

Orientador: Archimedes Perez Filho / Banca: Miguel Cezar Sanchez / Banca: Silvio Carlos Bray / Banca: Antonio Carlos Vitte / Banca: Jurandyr Luciano Sanches Ross / Resumo: O presente trabalho tem por objetivo desvendar e identificar as implicações espaciais e territoriais do progresso técnico-científico sobre o geossistema e quais as contribuições (e as não contribuições) que as políticas públicas de investimento (posteriormente a 1970) proporcionaram ao processo de ocupação territorial na microrregião de Rondonópolis-MT; aferir a efetiva intencionalidade ou não dos atores sociais (poder público e burguesia do agronegócio) no desencadeamento do processo de artificialização e ideologização da natureza; identificar como as políticas públicas de investimentos desenharam a organização territorial e a espacialização da microrregião no seio da acumulação capitalista, a partir da introdução do progresso técnico-científico na agropecuária; apontar a postura política dos atores sociais locais (burguesia do agronegócio e poder público) e o papel do Estado na gestão do território microrregiona frente à natureza e como os atores sociais se articulam politicamente para estabelecer a criação de um espaço racional compatível com a mais-valia. / Abstract: The present work has as aim to unveil and identify territorial and spatial implications of technical - scientific progress about the geosystem and which contributions (and non-contributions) that public policy of investments (subsequently 1970) provided to territorial occupation process in the Rondonópolis microregion - MT; gauge to effective intention or not of social actors (public power and agribusiness bourgeoise, in the unleashing of artificialization and ideologization process nature; identify as public policy of investments drew the territorial, spatialization organization of microregion in the bosom of capitalist acummulation, from the introduction of technical - scientific progress in the cattle - raising: aim to policy posture of local social actors (agribusiness middle class and public power) and the role of state in the microregion territory gestion front to nature and as social actor articulate themselves politically to stablish the criation of a compatible racional space with the most value. / Doutor

Conhecer a resposta da cultura do algodoeiro (Gossypium hirsutum L var. latifolium Hutch) à variabilidade espacial de atributos físicos e químicos do solo e seu comportamento espectral mediante doses variadas de fertilizantes pode ajudar a estabelecer estratégias de manejo do solo e da cultura, com melhor uso de corretivos e fertilizantes. Dentro deste contexto, este trabalho foi desenvolvido para: a) estudar a variabilidade espacial da fertilidade do solo, estado nutricional, população de plantas, número de estruturas reprodutivas e produtividade do algodoeiro em uma lavoura comercial; b) verificar as relações de causa e efeitos entre as variáveis estudadas; c) avaliar o efeito da variação de doses de nitrogênio na detecção do teor de nitrogênio foliar do algodoeiro utilizando propriedades de reflectância através de um sensor óptico ativo. Para isso, foram conduzidos dois experimentos diferenciados. O primeiro foi realizado numa lavoura comercial, localizada em Chapadão do Céu, GO. Os dados foram coletados numa área de 90 hectares, dividida numa malha com espaçamento regular de 100 m entre pontos, formando um retângulo com 10 colunas e 11 linhas. Para detectar a variação na pequena escala, foram feitas amostragens mais intensas com espaçamento de 33 m, formando 5 "ilhas", constituindo um total de 170 amostras. Os dados foram submetidos às análises estatísticas descritivas, geoestatística, interpolação através de krigagem ordinária e regressão pelo método "stepwise". A variabilidade expressa pelo coeficiente de variação foi baixa a moderada para todas as variáveis analisadas, com exceção de maçãs retidas e P no solo. Os resultados da análise geoestatística indicaram que os fatores de produção da cultura do algodoeiro apresentam, em sua maioria, dependência espacial e esta deve ser considerada quando da definição de esquemas de amostragem e práticas de manejo do solo e da cultura. A produtividade do algodoeiro foi significativamente afetada por N, P, Ca e Mg no tecido foliar e fração areia e argila do solo. O segundo experimento foi realizado na área experimental da USP/ESALQ, em Piracicaba, SP. O delineamento experimental foi o aleatorizado em blocos, com cinco tratamentos (0, 50, 100, 150 e 200 kg ha-1 de N) e quatro repetições. Os dados do índice de vegetação da diferença normalizada (NDVI) e da razão simples vermelho/infravermelho próximo (V/IVP) foram coletados no período de 23 a 92 dias após a emergência (DAE) totalizando nove datas de coleta. Foram coletados também dados referentes ao índice de clorofila, índice de área foliar (IAF) e altura de plantas. Os valores do NDVI apresentaram uma tendência crescente ao longo do período das leituras, enquanto a relação V/IVP teve comportamento inverso, e a partir de 45 DAE, foram afetados significativamente pelas doses de N aplicadas. Relações significativas foram observadas entre os valores do NDVI e índice de clorofila e IAF. Aos 92 DAE o NDVI apresentou relação linear positiva e altamente significativa com o teor foliar de N. Os resultados obtidos indicam que as técnicas de geoestatística e sensoriamento remoto podem auxiliar na tomada de decisões sobre as práticas de calagem e adubação em taxa variada na cultura do algodoeiro. / Know the cotton answer (Gossypium hirsutum L. var. latifolium Hutch) to the spatial variability of soil physical and chemical attributes and its spectral behavior by means of varied rates of nutrients can help to establish soil and crop management strategies, with better use of lime and fertilizers. This work was developed to: a) study the spatial variability of soil fertility, nutritional state, plants population, reproductive structures number and cotton yield in a commercial field; b) to study the relationships among those variables; c) to evaluate the effect of the variation of nitrogen levels on the detection of its content on cotton leaves using reflectance properties by an active optical sensor. Two differentiated experiments were conducted; the first one was located in a commercial field in Chapadão do Céu, GO. Data were collected in a area of 90 hectares, divided in a regular grid of 100 m with 10 columns and 11 lines. In order to detect the variation in the small scale, more intense samplings with spacing of 33 m were conducted forming 5 islands, constituting a total of 170 samples. The data were submitted to the descriptive statistical analysis, geostatistic, interpolation through ordinary kriging, and stepwise regression analysis. The variability expressed by variation coefficient were low to moderated for all analyzed variables, except for healthy bolls and soil P. Geostatistics analysis indicated that the crop cotton factors of production present, in its majority, spatial dependence and this should be considered when of the definition of sampling schemes and soil and crop management practices. Cotton yield was affected significantly by N, P, Ca and Mg in the leaves, as well as sand and clay fraction of the soil. The second experiment was accomplished in an experimental area at USP/ESALQ, in Piracicaba, SP. The experiment was conducted as a randomized block design and treatments consisted on five levels of nitrogen fertilization (0, 50, 100, 150 and 200 kg of N ha-1) with four replications. The readings of Normalized Difference Vegetation Index (NDVI and the ratio Red/Near infrared (RED/NIR) were collected between 23 to 92 days after the emergency (DAE), with the total of 9 visits. Data referred to the chlorophyll index, leaf area index (LAI) and plants height were also collected. The values of NDVI presented a growing tendency along the period, while RED/NIR had an inverse behavior, being significantly affected by the rates of applied N, starting from 45 DAE. At 92 DAE, NDVI presented a positive linear relationship with leaves N content. Significant relationships were observed between the values of NDVI and chlorophyll index and LAI. The results obtained indicate that geostatistic techniques and remote sensing can help on management decisions for variable rate application of lime and fertilizers in cotton.

O desenvolvimento de sistemas com capacidade de unir ferramentas tecnológicas é de grande importância para oferecer apoio à Agricultura de Precisão e estimular a criação de grupos interdisciplinares para obter resultados favoráveis à produtividade agrícola. O objetivo desse trabalho é estudar as aplicações de sensoriamento embarcado em máquinas agrícolas, explorando a interface da agricultura com a computação e as engenharias mecânica e elétrica por meio de conceitos e tecnologias de sistemas de medidas. Foram desenvolvidos dois sistemas de sensoriamento embarcados. No primeiro realizou-se coleta de informações sobre refletância e altura das plantas em cultura de cana-de-açúcar. No segundo realizou-se coleta de informações e controle de aplicação de fertilizantes à taxa variável baseado em informações de refletância em cultura de milho. Utilizou-se os sensores Crop Circle (medidas de refletância para monitoramento de status da planta), Sonar (medida de altura de plantas) e GPS (Sistema de Posicionamento Global), com os quais foram realizados ensaios para determinar possíveis fontes de erro em uma operação agrícola. Os sistemas desenvolvidos cumpriram o papel de integradores de conhecimento, possibilitando observações práticas sobre necessidades, falhas e acertos no desenvolvimento de sistemas embarcados para uso em aplicações agrícolas / The development of systems able to join different technological tools is very important in order to provide support for Precision Agriculture and it stimulates the creation of interdisciplinary teams to obtain favorable results to increase agricultural productivity. The main goal of this work is to study applications of embedded sensing systems in agricultural machines, exploring the interface between computer science, mechanical, electrical, and agricultural engineering using concepts and technologies of measurement systems. It was developed two on board sensing systems. The first system collected the data of crop reflectance and plant height in sugar cane growing area. The second one controlled the variable rate fertilizer distribution based on reflectance of maize crop. Were used the sensors Crop Circle (reflectance to monitor the status of the plant), Sonar (plant height) and GPS (Global Positioning System), which were applied to detect some possible error sources during field operation. The systems developed fulfilled the role of integrating knowledge, providing practical observations about the needs, failures and successes in developing embedded systems for use in agricultural production

Os defensivos constituem grande parte do custo total dos insumos utilizados na produção agrícola. O alto consumo de defensivos reduz a lucratividade e aumenta os riscos de contaminação ao ambiente. Uma das alternativas que vêm sendo propostas para a redução da quantidade de defensivos utilizada na produção agrícola é o chamado "gerenciamento localizado das culturas", através do uso dos conceitos da Agricultura de Precisão. Máquinas destinadas à aplicação localizada de defensivos líquidos em doses e produtos variáveis já estão presentes no mercado; entretanto, seu alto custo inicial e alta capacidade operacional inviabilizam sua aquisição em propriedades de menor porte. No presente trabalho, um pulverizador convencional foi adaptado com válvulas solenóides para promover a aplicação do defensivo na estratégia "liga-desliga", utilizando uma dose fixa. Um programa computacional foi desenvolvido para executar o controle independente sobre cada uma das válvulas solenóides presentes nas duas seções de barra do pulverizador, em função das informações de um mapa de prescrição, contendo as coordenadas dos locais onde a aplicação deveria ocorrer. Um DGPS foi conectado ao sistema para informar a localização do trator no campo. O sistema foi submetido a um teste em condições reais de controle de plantas daninhas, as quais foram previamente georreferenciadas através do caminhamento do contorno das infestações. Os resultados mostraram que a adaptação realizada, assim como o sistema de controle desenvolvido, permitiram o controle localizado das infestações, resultando na redução da quantidade de herbicida aplicada, em comparação ao tratamento convencional. / Agrochemicals constitute a great part of the total cost of inputs used in the crops production. The high consumption of agrochemicals reduces the profitability and increases the risks of environmental contaminations. One of the alternatives that have been proposed to reduce the amount of chemicals used in the crop production is the site-specific management, using the Precision Agriculture’s concepts. Machines used for site-specific application of liquid agrochemicals using variable rates and products are already in the market; however, its high initial cost and operational capacity make its acquisition unfeasible for small farms. In this work, a conventional sprayer was adapted with solenoid valves to allow the site-specific application using the "on/off" strategy, and a fixed rate. A computer program was developed to control each solenoid valve installed at the two sections of the boom, according to the information of a prescription map, containing the position of the points where the application should be done. A DGPS was connected to the system to inform the tractor’s position in the field. The system was tested in a real condition of weed control. The perimeter of the weed patches was previously georeferenced. The results showed that the developed system was able to achieve the patch application using fixed rates, resulting in a significant economy of herbicides, when compared with the conventional treatment, over the total area.

Atualmente observa-se um aumento significativo do uso de sistemas eletrônicos no maquinário agrícola, proporcionando melhora significativa na eficiência em campo e melhores rendimentos operacionais. Na aplicação de produtos fitossanitários, a utilização de equipamentos que controlam automaticamente as seções da barra e a pulverização já é realidade, entretanto ainda não há resultados que demonstrem a sua eficácia. Por esse motivo, este trabalho teve por finalidade desenvolver uma metodologia para a avaliação de um equipamento comercial que controla automaticamente as seções da barra de pulverizadores e a pulverização. Para a avaliação do controlador foram utilizados três níveis de acurácia do sinal de GPS (Firmware, VBS e RTK), três ângulos para a simulação de entrada e saída da barra de pulverização em relação a borda do talhão (0, 45 e 60°) e três velocidades de trabalho ( 1,66, 5,00 e 8,33 m s-1). O pulverizador autopropelido foi instrumentado com diversos sensores a fim de se determinar os tempos de abertura ou fechamento das seções da sua barra de pulverização em relação à linha delimitadora da borda do talhão. O controlador automático de seção e pulverização avaliado foi o AgGPS® EZBoom Trimble, modelo 2010, montado em um pulverizador autopropelido da marca comercial UNIPORT 2500 STAR®. A metodologia proposta possibilitou a determinação dos tempos para a abertura e fechamento das válvulas de acionamento elétrico das seções. Os coeficientes de variação calculados para os tempos e distâncias de abertura e fechamento das válvulas de acionamento elétrico, e início ou término da pulverização, indicaram uma variação considerável entre os valores para as diferentes repetições, sendo mais expressivos nos tratamentos com simulação de entrada e saída da barra de pulverização em ângulos de 45 e 60°. Foram identificadas algumas interações significativas em função do tipo de sinal GPS utilizado, entretanto, não se pode dizer qual foi o melhor sinal de GPS no âmbito geral. As interações entre as diferentes velocidades e ângulos, tendem a aumentar a variação dos tempos e distâncias de início e término da pulverização. A configuração recomendada pelo fabricante e adotada para a avaliação do controlador automático de seções e pulverização, não atende a todas as situações simuladas, sendo necessária para cada velocidade uma configuração específica, a fim de se reduzir o início prematuro, falhas e sobreposições excessivas durante a pulverização. / Currently there is a significant increase in the use of electronic systems in agricultural machinery, providing significant improvement in field efficiency. In the application of pesticides, the use of equipment that automatically controls the sections of the boom and the spray is already reality. However there are no results to show its effectiveness. Therefore, this work was to develop a methodology for the evaluation of commercial equipment which automatically controls the sections of the boom and the spraying. For the evaluation of the controller were used three levels of GPS accuracy signal (Firmware, VBS and RTK), three angles for the simulation of entrance and exit of the spray boom crossing the field boundary (0, 45 and 60 °) and three working speeds (1.66, 5.00 and 8.33 m s-1). The self-propelled sprayer was instrumented with various sensors in order to determine the time of opening or closing sections of the spray boom when crossing the field boundary. The automatic boom section and spraying controller evaluated was an AgGPS® EZ-Boom Trimble, model 2010, mounted on a self-propelled sprayer Uniport 2500 STAR®. The proposed methodology allowed the determination of opening and closing times of the electric valves. The coefficients of variation calculated for the times and distances of opening and closing the electric valves, and start or stop spraying, indicated a considerable variation among the values for the different replications, and more significant in the treatments with simulation of entrance and exit of the boom at angles of 45 and 60°. Significant interactions have been identified depending on the type of GPS signal used, however, it cannot be said what was the best GPS signal. The interactions between different speeds and angles, tend to increase the variation in times and distances of the start and stop spraying. The recommended configuration by the manufacturer, used for the evaluation of the automatic boom sections and spraying controller, does not meet all the simulated situations, being required a specific configuration for each speed in order to reduce gaps and overlaps in the spraying.

A produtividade de uma determinada cultura, anteriormente tida como principal objetivo de uma propriedade rural, hoje passa a dividir espaço com múltiplos objetivos. O impacto ambiental das culturas e sistemas produtivos, qualidade dos produtos, baixo custo de produção e, conseqüentemente o aumento da eficiência no uso do nitrogênio, já fazem parte desses objetivos. Novas tecnologias vêm sendo desenvolvidas constantemente para otimizar o manejo de fertilizantes na agricultura. Os sensores óticos são uma dessas ferramentas que tem potencial para contribuir para o manejo do nitrogênio. Este trabalho consistiu em avaliar o comportamento do NDVI (Normalized Difference Vegetation Index) gerado pelo sensor ótico ativo terrestre GreenSeeker Hand HeldTM (NTech Industries, Inc., Ukiah, CA) nas culturas de milho, trigo, triticale e cevada sob diferentes condições. Este sensor emite radiação ativa em dois comprimentos de onda centralizados no vermelho (660 nm) e no infravermelho próximo (770 nm). Em uma primeira etapa foram realizados ensaios alterando classes de solo, doses de nitrogênio, fontes de nitrogênio e variedades. A análise estatística dos dados foi feita por regressão, correlação e teste de Tukey. Notou-se que o NDVI tem maior potencial para uso nas culturas de trigo, triticale e cevada, por serem culturas que possuem menos biomassa. Na cultura do milho, o NDVI saturou mesmo com baixas doses de N devido à grande quantidade de biomassa. Uma possibilidade é substituir a banda do vermelho pela banda do verde, ou testar outros índices de vegetação que tenham uma correlação mais linear com a quantidade de biomassa. A segunda etapa teve objetivo de mostrar a variabilidade espacial do NDVI nas culturas de trigo e milho e realizar a aplicação de nitrogênio em taxa variável na cultura do trigo, com base nas leituras de um sensor ótico ativo. Foram montados experimentos em faixas, com doses crescentes de N, e foram coletados dados do NDVI com o mesmo sensor ótico ativo, agora conectado a um receptor de GPS, possibilitando a geração de mapas do NDVI. Para o trigo, devido a maior correlação entre a biomassa com o NDVI do que o milho é possível identificar visualmente, no mapa, as faixas com doses diferentes, entretanto, é visível também a variabilidade dentro de cada faixa, mostrando que a absorção e aproveitamento do N pela cultura não é uniforme. Para a aplicação em taxa variável foi montado um experimento com faixas de 120 kg ha-1 de N, que serviram de calibração para o sensor, e faixas com 18,4 e 52,4 kg ha-1 de N que foram complementadas a partir das leituras do sensor ótico ativo. Os resultados mostram que, mesmo com uma considerável economia no consumo de fertilizantes nitrogenados, utilizando a tecnologia de aplicação em taxa variável, as produtividades foram semelhantes, ou seja, a produtividade dos tratamentos com aplicação em taxa variável não foram diferentes estatisticamente dos tratamentos com aplicação em taxa fixa. / The yield of a crop, until recently was the main objective of a farm, and today it begins to share importance with multiple objectives. The environmental impact of crops and productive systems, product quality, low production costs and, consequently the increase of the nitrogen use efficiency are already part of these objectives. New technologies have been developed constantly to optimize the fertilizer management in agriculture. Optical sensors are one of these tools that have potential to contribute to the nitrogen management. This work consisted in evaluating the NDVI (Normalized Difference Vegetation Index) behavior, generated by the terrestrial active optical sensor GreenSeeker Hand HeldTM (NTech Industries, Inc., Ukiah, CA) in corn, wheat, triticale and barley crops, under different conditions. This sensor emits active radiation in two wavelengths centered in the red (660 nm) and in the near infrared (770 nm). In the first stage several tests were conducted changing soil classes, nitrogen rates, nitrogen sources and varieties. Statistical analysis of the data was made by regression, correlation and Tukey test. It was noticed that the NDVI has more potential use in wheat, triticale and barley crops, because they produce less biomass. In corn, the NDVI saturated even under low nitrogen rates, due to its high level of biomass. One possibility is to substitute the red band for the green band, or test other vegetation indices that have a correlation more linear with the crop biomass. The second stage had the objective of showing the NDVI spatial variability in wheat and corn crops, and apply nitrogen on variable rates in wheat, based on the readings of the same active optical sensor. Field experiments in strips, with different nitrogen rates, were conducted and the data were collected with the sensor connected to a GPS receiver, allowing the generation of NDVI maps. For wheat, due its higher correlation between biomass and NDVI than the corn, it is possible to visually identify the strips with different nitrogen rates. However, it is also notable the variability inside each strip, showing that the nitrogen absorption and use by the crop is not uniform. For the variable rate application, an experiment was established with 120 kg ha-1 strips, used as reference to the sensor calibration, and strips with 18,4 and 52,4 kg ha-1 of nitrogen, that were complemented based on the active optical sensor readings. The results show that even with a considerable economy of nitrogen fertilizer consume, using the variable rate technology, yields were similar, i.e., the yield of the treatments with variable rate application were not different statistically of the treatments with uniform rate application.

A agricultura nacional, buscando uma maior integração e participação no mercado global, tende a investir cada vez mais na automação de máquinas e implementos agrícolas, visando maior eficiência e qualidade em seus produtos. Para responder rapidamente às mudanças impostas pelo mercado, o emprego do conceito de Agricultura de Precisão (AP), têm mostrado bons resultados, tais como uma melhor utilização das máquinas, melhor aproveitamento na área de plantio entre outros benefícios. Para tal, pesquisas voltadas ao desenvolvimento de máquinas, com nível elevado de automação, capazes de operar de forma autônoma, estão ganhando cada vez mais espaço no setor agrícola. Considerando esse cenário, no presente trabalho são apresentadas uma revisão sobre Controle Supervisório e Aquisição de Dados (SCADA), no contexto da Agricultura de Precisão, e a proposta de um modelo supervisório, aplicável na robótica móvel utilizando, como plataforma experimental o veículo Agribot. / National agriculture, seeking greater integration and participation in the global market tends to increasingly invest in the automation of agricultural machinery and implements, aiming at greater efficiency and quality in their products. To respond quickly to changes driven by the market, the use of the concept Precision Farming (PF) have shown good results, such as better machine utilization, better utilization in the planting area among others benefits. To this end, research aimed at developing machines with high level of automation, able to operate autonomous, are gaining more and more space in the agricultural sector. Considering this factor, this work is a review on the Supervisory Control and Data Acquisition (SCADA) in the Precision Farming context and the proposal of a supervisory model applicable in mobile agricultural robotics using as platform the vehicle Agribot.