Orientador: Célia Regina Lopes Zimback / Coorientador: Roberto Lyra Vilas Bôas / Banca: Paulo Milton Barbosa Landim / Banca: Edson Luís Piroli / Banca: Rodrigo José Pisani / Banca: Luis Gustavo Fredianni Lessa / Resumo: Muitos estudos em sensoriamento remoto tem por objetivo identificar as diferenças varietais, predizer o rendimento, identificar deficiências nutricionais das culturas, estimativas de área de culturas e outras informações espectrais. O imageamento hiperespectral sub-orbital é uma ferramenta potencial para monitorar o estado nutricional das plantas cítricas, uma vez que esta tecnologia tem mostrado eficientemente a deficiência de nitrogênio em outras culturas. Portanto, isso contribui para reduzir custos, tempo e trabalho quando usado em grandes áreas. Os principais objetivos deste estudo foram: (i) determinar o comportamento espectral em pomares de citros em imagens hiperespectrais de alta resolução coletados com aeronaves; (ii) analisar a correlação entre características da planta e parâmetros radiométricos, especialmente do estado nutricional de nitrogênio de pomares de citros. O experimento foi conduzido em pomares localizados em Lake Alfred e Auburndale, Polk County, Flórida, EUA. A variedade estudada foi a Valência (Citrus sinensis). As imagens hiperespectrais consistem de 128 comprimentos de onda do visível e do infravermelho próximo (457,2 - 921,7 nm). Dados detalhados de verdade terrestre foram coletados no mesmo período em que as imagens, para avaliar a nutrição foliar de pomares de citros. As características espectrais das árvores individuais foram identificadas utilizando valores de reflectância espectral média com base em pixel, em vários comprimentos de onda da imagem. As imagens hiperespectrais e a verdade de campo foram avaliadas com estatística, SIG e ferramentas de modelagem, como os índices de vegetação (NDVI, NDVI705, RVI, VOG1, entre outros). Os métodos Regressão Linear Múltipla Backward e Análise de Componentes Principais (PCA) foram utilizados para desenvolver modelos de predição para nitrogênio nas folhas. A combinação dos métodos ... / Abstract: Many studies in remote sensing aim to identify varietal differences, predict yield, identify crop nutrition deficiencies, crop area estimates, and other spectral information of crops. Airborne hyperspectral imagery is a potential tool to monitor the nutrient status of citrus trees, since this sensing technology has been shown to efficiently detect nitrogen deficiency in other crops. Therefore, it contributes to save cost, time and labor when used over large areas. The objective of this study was: (i) to determine the spectral behavior of a citrus orchard in high resolution hyperspectral imagery collected with aircraft; (ii) to analyze the correlation between plant parameters and radiometric parameters, especially of the nitrogen nutritional status of citrus orchards. The experiment was conducted in orchards located near Lake Alfred and Auburndale, Polk County, Florida, USA. The variety studied is Valencia (Citrus sinensis). Hyperspectral images consist of 128 visible and near-infrared wavelengths (457.2 - 921.7 nm). Detailed ground truth data were collected at the same time as the imagery for assessing foliar nutrition of citrus groves. The spectral features of the individual trees were identified using pixel-based average spectral reflectance values at several wavelengths from the image. Hyperspectral images and ground truth data were assessed with statistical, GIS and modeling tools, i.e. Vegetation Index (Normalized Difference Vegetation Index, Red Edge Normalized Difference Vegetation Index, Modified Red Edge Simple Ratio, Vogelmann Red Edge Index 1, and others.). The methods Backward Multiple Linear Regression and Principal Component Analysis (PCA) were used to develop prediction models for leaf nitrogen. These results will contribute to the development of rapid detection techniques of nutritional status in citrus groves, in order to reduce the sampling procedures for foliar analysis, which ... / Doutor

Orientador: Paulo Roberto Arbex Silva / Banca: Ulisses Rocha Antuniassi / Banca: Juliano Carlos Calonego / Banca: Saulo Fernando Gomes de Sousa / Banca: José Antonio Bressiani / Resumo: Entre muitas tecnologias utilizadas para obter uniformidade na distribuição de sementes, a utilização de sensores com leitores ópticos é uma opção. O uso dessa tecnologia facilita estabelecer corretamente a deposição de sementes no solo, minimizando os prejuízos durante o estabelecimento da lavoura. Esse trabalho teve como objetivo avaliar dois tipos de sensores para monitores de semeadura (com fio e sem fio), por meio da distribuição de sementes de duas culturas (milho e soja) utilizando dois tipos de semeadoras, com mecanismo dosador de discos horizontal e pneumático, a fim de identificar a eficiência de cada tipo de sensor, os quais foram utilizados em cinco diferentes velocidades de deslocamento. O ensaio foi conduzido em 2017, na Fazenda Experimental Lageado, pertencente à Faculdade de Ciências Agronômicas - UNESP, localizada no município de Botucatu - SP. O delineamento experimental foi em blocos, em um fatorial 2x2x5. As sementes foram coletadas em embalagens plásticas, fixadas na saída do tudo condutor de sementes da semeadora. Após a coleta, as sementes foram contadas através de um contador digital, para avaliar a eficiência dos sensores de semeadura, sendo a quantidade de sementes registradas pelo monitor, comparada com os dados reais. O sensor com fio apresentou melhores resultados de precisão quando foi utilizado sementes de milho. Já o sensor sem fio obteve acurácia superior quando se trabalhou com as sementes de soja. Quanto maior a velocidade de deslocamento, m... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Between many technologies used to achieve uniformity in seed distribution, the use of sensors with optical readers is an option. The use of that technology facilitates to set up the correct plantability, minimizing the losses of the businessmen. This fieldwork aimed to evaluate two types of sensors by sowing monitors (wired and wireless), by seed distribution of the corn and soybean using two types of seeders machines, with metering mechanism horizontal discs seeds and pneumatic to identify the efficiency of each type of sensor which were used under five different displacement speeds. This fieldwork aimed to evaluate two types of sensors by sowing monitors (wired and wireless), by means of the distribution of seeds of two crops (corn and soybean) using two types of seeders, with metering mechanism horizontal plate and pneumatic, with the objective of identifying the efficiency of each type of sensor, which were used at five different displacement speeds. The test was conducted in may 2017 at the Lageado Experimental Farm, belongs to Faculty of Agronomic Sciences - UNESP located in Botucatu - SP. The experimental design was in a factorial 2x2x5. The seeds were collected in plastic bags attached to the seeder seed tube. After the collect, the seeds were counted through a digital counter, to evaluate the efficiency of sowing sensors, being that data compared with the actual data. The wired sensor got better precision indices when corn seeds were used. The wireless sensor got better precision indices when soybean seeds were used. The higher the travel speed displacement speed, less will be the reading accuracy index for both sensors. When was use the pneumatic metering mechanism, it is possible to work to using higher speeds, getting better precision indices of the optical sensors ... / Doutor

Orientador: José Eduardo Pitelli Turco / Coorientador: Luís Cesar Dias Drumond / Banca: José Luiz Rodrigues Torres / Banca: Nivaldo Carleto / Banca: David Luciano Rosalen / Banca: Antonio Carlos Barreto / Resumo: A agricultura de precisão vem sendo utilizada para melhorar os níveis de produtividade e reduzir os impactos ambientais. Sendo um processo que leva em conta a coleta e análise de dados, bem como a gestão da variabilidade espacial e temporal (manejo localizado), no intuito de implementarmos respostas em escala e tempo adequados, objetivou-se neste trabalho corroborar no sentido de aumentar a melhoria da eficiência de utilização da água na gestão da irrigação, por meio de um controlador (hardware e software) automático, com tecnologia de comunicação sem fio. A proposta foi desenvolver um equipamento de precisão para possibilitar que a irrigação fosse estabelecida a partir da aplicação da água em turnos de rega e lâminas variáveis, ao invés de critérios fixos de forma arbitrária, caracterizando o controlador como um sistema automático de irrigação com aplicação em taxa variável. A eficiência do equipamento foi validada em um sistema de irrigação por aspersão para pastagem, embora possa ser utilizado para controlar a irrigação de qualquer cultura, bastando para isso conhecermos o tipo de sistema de irrigação, o(s) coeficiente(s) da cultura (Kc) e os limites de capacidade de campo e de ponto de murcha permanente do solo (análise da retenção da água no solo), no intuito de estabelecermos um parâmetro de disponibilidade hídrica a ser utilizada pela cultura. Com os resultados concluiu-se que o controlador proposto mostrou-se original e eficiente no controle da irrigação para enlaces ... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The precision agriculture has been used to improve productivity levels and reduce environmental impacts. As a process that takes into account the collection and analysis of data, as well as the management of spatial and temporal variability (localized management), in order to implement responses on an adequate scale and time, this study aimed to corroborate in order to increase the improvement of the efficiency of water use in irrigation management, by means of an automatic controller (hardware and software) with wireless communication technology. The proposal was to create a precision equipment to enable that the irrigation was established from the application of water in watering shifts and variable levels, instead of arbitrarily fixed criteria, characterizing the controller as an automatic irrigation system with the application at a variable rate. The efficiency of the equipment was validated in a pasture irrigation system, although it can be used to control the irrigation of any crop, just by knowing the type of irrigation system, the crop coefficient(s) (Kc) and the limits of field capacity and the soil permanent wilting point (analysis of water retention in the soil), in order to establish a parameter of water availability to be used by the crop. With the results, we concluded that the proposed controller proved to be original and efficient in irrigation control for links up to 212 meters among its communication modules. / Doutor

O Brasil tem posição de destaque na produção agrícola mundial. A adoção de tecnologias que permitam preservar os recursos naturais e produzir alimento em quantidade e com qualidade é importante para o desenvolvimento do agronegócio. Dentre as tecnologias, destaca-se a Agricultura de Precisão – AP. O objetivo deste trabalho foi investigar a adoção da AP e os fatores relacionados a tal decisão dos produtores rurais no estado do Rio Grande do Sul. Com este propósito, foram coletados dados através do envio de questionário para produtores rurais usuários da AP. A análise descritiva dos dados permitiu caracterizar os adotantes e a adoção das ferramentas de AP entre os produtores rurais, enquanto a análise fatorial seguida de regressão linear múltipla foram empregadas para verificar a percepção dos adotantes quanto aos atributos tecnológicos da AP. Os resultados mostram o crescimento da adoção da AP e que o tempo médio de adoção é de 4,3 anos. Os adotantes de AP possuem grau de escolaridade elevado, utilizam diversas fontes de informação, têm a renda predominantemente agrícola e cultivam grandes áreas de terra. As ferramentas de AP mais adotadas no cultivo de grãos (soja, milho e trigo) são a amostra de solo georreferenciada (ASG), a aplicação em taxa variada de corretivos e fertilizantes (ATV) e o sistema de direcionamento de barra de luz (BLZ). Constatou-se que a adoção da AP é altamente dependente da terceirização de serviços de AP. O número de ferramentas de AP adotadas está positivamente associado ao tamanho da área cultivada, anos de experiência com AP, renda agrícola e investimento em AP. Os atributos tecnológicos da AP – vantagem relativa, visibilidade, compatibilidade e experimentação – determinam 48% da satisfação do adotante de AP, sendo o fator de maior potencial explicativo a vantagem relativa da tecnologia. Evidenciado o crescimento recente da adoção da AP entre os produtores rurais no Brasil, emergem oportunidades de pesquisas que venham a contribuir com a indústria e instituições de fomento na difusão da AP. / Brazil plays an important role in world agricultural production. The adoption of technologies which allow the increase of food production with improving quality in addition to natural resources conservation is important for agribusiness development, and Precision Agriculture – PA stands out as an option to aid the achievement of these goals. The aim of this work was to investigate the Adoption of PA, as well as the factors related to its adoption by farmers in Rio Grande do Sul, Brazil. With this purpose, an online survey was sent to PA adopters. Descriptive analysis allowed the characterization of the PA adopters and the identification of the most adopted PA tools, while factor analysis followed by multiple linear regression were used in order to verify users’ perception regarding PA technology attributes. The results show a PA adoption growth and an average time of adoption of 4.3 years. PA adopters have a high level of formal education, use several sources of information, have a predominantly agricultural income and cultivate large areas. The most adopted PA tools used for growing soybeans, maize and wheat are grid soil sampling, variable rate application and lightbar guidance. It was noted that PA adoption is highly dependent on PA services. The number of PA tools adopted is positive associated with the size of cultivated areas, years of PA use, agricultural income and investments in PA. PA technology attributes – relative advantage, observability, compatibility and trialability – determine 48% of the PA adopters’ satisfaction, being relative advantage of technology the factor of greatest explicative potential. The recent growth of PA adoption by Brazilian farmers shows emerging opportunities for research development which may contribute with industry and government institutions on PF diffusion.

Este trabalho analisa as possibilidades de aplicação de redes de sensores sem-fio na agricultura, dentro do contexto da agricultura de precisão. É feita uma revisão bibliográfica genérica sobre redes de sensores sem-fio e específica sobre aplicação em agricultura. Oportunidades para aplicação real de redes de sensores neste ambiente são identificadas e caracterizadas. Uma investigação aprofundada do espaço de projeto de redes de sensores é apresentada. Com base em trabalhos publicados, é feita uma proposta de dimensões de espaço de projeto, como forma de caracterizar diferentes redes. Diversos trabalhos publicados são analisados através das dimensões propostas. Os requisitos para redes para uso agrícola são delineados e caracterizados nas dimensões de projeto. Em um segundo momento, a partir das dimensões propostas, é elaborado um modelo matemático para o funcionamento de redes de sensores. Este modelo permite explorar de forma rápida todas dimensões do espaço de projeto, verificando o impacto global na rede de decisões locais na implementação dos nós. Uma rede experimental foi implementada, sendo caracterizada segundo o modelo e posteriormente testada em condições próximas às reais de uso. Esta rede permitiu a obtenção de dados reais, auxiliou na identificação de oportunidade para uso em agricultura e contribuiu na analise de desempenho do modelo proposto. / This paper analyzes wireless sensor networks application possibilities in precision agriculture. A generic bibliographic review in the domain is done as well as a specific review about applications in agriculture. Real application opportunities in this domain were identified and characterized A deep investigation on wireless sensor networks design space is presented. A proposition of design space dimensions to characterize different networks is made based on published papers. Some previous works are analyzed using the proposed design dimensions. Requirements to the networks targeting agricultural use are delimited and characterized in these design dimensions. In a second moment a mathematical model to wireless sensor networks is proposed based on the design space dimensions. This model allows rapid design space exploration and also the verification of network impact of local node implementation decisions. A WSN was implemented and submitted to application tests. It was characterized according to the proposed model and also tested in conditions similar to the real ones. The experimental WSN allowed real data collection, helped to identified application opportunities in agriculture and contributed to analyze the behavior of the proposed model.

OLIVEIRA, Antônio Dimas Simão de. Avaliação do sensor de umidade TOPDEA no manejo da irrigação. 2008. 71 f. : Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do Ceará, Centro de Ciências Agrárias, Departamento de Engenharia Agrícola, Progarma de Pós-Graduação em Engenharia de Agrícola, Fortaleza-CE, 2008. / Submitted by demia Maia (demiamlm@gmail.com) on 2016-06-14T12:51:05Z No. of bitstreams: 1 2008_dis_adsoliveira.pdf: 13748562 bytes, checksum: 57833bde003cd50858fd12de77a6e763 (MD5) / Approved for entry into archive by demia Maia (demiamlm@gmail.com) on 2016-06-14T12:51:34Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2008_dis_adsoliveira.pdf: 13748562 bytes, checksum: 57833bde003cd50858fd12de77a6e763 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-06-14T12:51:34Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2008_dis_adsoliveira.pdf: 13748562 bytes, checksum: 57833bde003cd50858fd12de77a6e763 (MD5) Previous issue date: 2008 / The scientific community, in recent years, has intensified studies to measure the impacts to the environment caused by pollution, mainly the adverse effects to air and water. The fact that less than 1% of the global water resources is comprised of drinking water and available at the surface of the earth makes it a commodity of conflict. According to the FAO by 2030 to meet the demand caused by the growth of the world population a 14% increase in available drinking water will be required for irrigation. To meet that expectation, the classical questions of when and how much to irrigate needs to be assessed. Thus, professionals in the fields of engineering have especially focused on practices to increase the efficiency of irrigation. This study aimed at evaluating a moisture sensor, a capacitive type, called TOPDEA, in irrigation management. The soil moisture is the most basic index to quantify water in a soil, expressed in units of mass or volume. The monitoring of the soil moisture is one of the most important factors for proper irrigation management. The experiment was carried out in the Irrigated Perimeter of the Lower Acaraú Basin – Ceará, in two different fields: The first one cultivated with bananas where preliminary tests were conducted to evaluate the sensor calibration, and the second one with watermelon for irrigation scheduling. The sensors were calibrated by means of the regression analysis between moisture and frequency output of the sensors from saturation to approximately 4% moisture content. The calibration was validated by comparing resulting irrigation timing produced by scheduling the irrigation with sensors and with a weather station. The number of sensors per hactare was analyzed by analyzing the timing of irrigation for each additional sensor in the field. The effect of the placement of the sensors (position in relation to the dripper and plant) was evaluated. The calibration equation for the sensor was found to be potential ( 1778371018 −2,3894213 q = f ). The highest readings occurred with frequency of the sensor installed 25.3 cm from the emitter, while the lowest occurred at 19.85 cm. The largest irrigation time was found when two sensors were used for each hectare, while the lowest was found using five sensors per hectare. The total irrigation depth with the scheduling conducted with capacitive sensors was 377.96 mm, which resulted in a total volume of 532.17 m³ of water in the entire cycle of watermelon. Crop yield was 36.0 t ha-1 and the water efficiency of 0.068 kg L-1. Water productivity was 16.18 to 26.47% higher compared to the irrigation management commonly practiced in the irrigation district for watermelon. Given the characteristic of soil physics with low water storage capacity, the daily irrigation requirement must be fractioned into several irrigation pulses starting early morning and the application of the total daily requirement in one irrigation event during the night (practice commonly conduction in the district to reduce the electricity bill) should be avoided leading to inefficient of irrigation. The distance between the sensor and the emitter has direct influence on its output. The TOPDEA sensor has proven to be accurate and efficient in the management of irrigation. / A comunidade científica mundial, nos últimos anos, tem intensificado os estudos para mensurar os impactos causados ao ambiente pela poluição, principalmente os efeitos adversos ao ar e água. O fato de menos de 1% da água ser potável e estar disponível à superfície da terra torna a mesma um bem de conflito. Segundo a FAO até 2030 será necessário um incremento de 14% da água potável, na irrigação, a fim de suprir a demanda provocada pelo crescimento da população mundial. Um dos problemas clássicos, no manejo da irrigação, é determinar quando e quanto irrigar e no intuito de sanar tal problema, profissionais da área de engenharia buscam cada vez mais, através de pesquisas, aumentar a eficiência de irrigação. O presente trabalho teve como objetivo avaliar um sensor de umidade, do tipo capacitivo, denominado TOPDEA, no manejo da irrigação. A umidade do solo é o indicador mais básico da água em uma amostra de solo. O monitoramento da umidade do solo é um dos fatores mais importantes para manejo correto da irrigação, contribuindo de forma direta para a determinação de quando e quanto irrigar. O experimento foi realizado no Perímetro Irrigado do Baixo Acaraú – Ceará, em duas áreas distintas: A primeira com banana para ensaios preliminares de campo e avaliação da equação de calibração do sensor e a segunda com melancia para o manejo da irrigação propriamente dito. Os sensores foram calibrados através de análise de regressão entre umidade e freqüência produzida pelos mesmos, partindo do ponto de saturação até aproximadamente 4% de umidade. A avaliação da equação de calibração ocorreu através da comparação entre os dados dos sensores e os dados da estação meteorológica, para tempo de irrigação. O número de sensores por hectare foi analisado pela comparação entre o número de sensores por hectare e seus respectivos tempos de irrigação. O efeito geométrico da distância de instalação dos sensores, em relação aos emissores, foi analisado através do teste de médias das leituras com as respectivas distâncias de instalação. A equação de calibração para a umidade foi do tipo potencial ( 1778371018 −2,3894213 q = f ). As maiores leituras de frequência ocorreram com o sensor instalado a 25,3 cm do emissor, enquanto que as menores ocorreram a 19,85 cm. Os maiores tempos de funcionamento do sistema de irrigação ocorreram utilizando-se dois sensores por hectares, enquanto os menores tempos ocorreram utilizando-se cinco sensores por hectare. A lâmina total de irrigação utilizando-se sensores foi de 377,96 mm, o que resultou em um volume total de água igual a 532,17 m³ para todo o ciclo da cultura. A produtividade foi de 36,0 t ha-1 e a eficiência do uso da água foi de 0,068 kg L-1. A produtividade da água foi de 16,18 a 26,47% superior àquela obtida com o manejo da irrigação local praticado no perímetro para a cultura da melancia. Dada a característica de armazenamento do solo, deve-se fracionar a irrigação com a primeira ocorrendo nas primeiras horas da manhã. Assim, a irrigação noturna de uma grande lâmina (prática comum do Perímetro) conduz à ineficiência da irrigação. A distância entre o sensor e o emissor tem influência direta da resposta do mesmo. O sensor TOPDEA mostrou-se preciso e eficiente no manejo da irrigação.

Submitted by Marco Antônio de Ramos Chagas (mchagas@ufv.br) on 2017-02-07T09:44:57Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 699097 bytes, checksum: 8f579eaacf25441c936f22bf65466f29 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-02-07T09:44:57Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 699097 bytes, checksum: 8f579eaacf25441c936f22bf65466f29 (MD5) Previous issue date: 2002-03-23 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Os objetivos deste trabalho foram: coletar dados referentes à radiação global refletida para dois diferentes tipos de superfícies, isto é com vegetação (plantas daninhas dicotiledôneas e monocotiledôneas) e sem vegetação (palhada de trigo e solo), utilizando dois tipos de filtro (verde e transparente), desenvolver um programa computacional em linguagem assembly para o sistema eletrônico de baixo custo, que detecta a presença de plantas daninhas e controle da vazão do herbicida, bem como determinar o tempo de resposta do sistema, a resolução da área de visão do sensor e testá-lo em condições ambientais simuladas (temperatura, umidade relativa e poeira) e em campo. Na medida da resistência elétrica na coleta de dados estáticos a radiação global incidente (X) tem correlação com a radiação global refletida (Y), para as superfícies recobertas com plantas daninhas dicotiledôneas, em que Y = 63,72X - 8.711,83 (r 2 = 0,97) para o filtro verde e Y = 25,10X - 3.056,55 (r 2 = 0,97) para o filtro transparente e, para a grama - seda, Y = 71,00X - 9.636,74 (r 2 = 0,98) para o filtro verde e Y = 25,84X - 2.852,53 (r 2 = 0,99) para o filtro transparente, enquanto para a palhada de trigo Y = 45,64X - 5.985,84 (r 2 = 0,98) para o filtro verde e Y = 12,58X - 1.243,26 (r 2 = 0,99) para o filtro transparente e, para o solo, Y = 37,77X - 5.259,39 (r 2 = 0,97) para o filtro verde e Y = 9,87X - 1.002,79 (r 2 = 0,98) para o filtro transparente. Foram desenvolvidos dois programas computacionais, sendo um para o filtro verde e o outro para o transparente, utilizando-se, como referência, a equação da palhada pelo fato de refletir mais luz que as folhas e menos que o solo. A resolução da área de visão do sensor foi 23% para o filtro transparente e 73% para o filtro verde, devido à não otimização das equações para este filtro. O tempo de resposta foi determinado, somente, para o filtro transparente sendo de 0,08 segundos porque este filtro apresentou menor área de sensibilidade. Os testes feitos em condições simuladas não apresentaram nenhuma anomalia quanto ao funcionamento do protótipo, enquanto os testes de campo mostraram uma eficácia de 100% no controle das plantas daninhas. / The objectives of this work were: to collect referring data to the global radiation contemplated for two different types of surfaces, that is with vegetation (plants harmful dicotyledon and monocotyledon) and without vegetation (wheat strow and soil), using two filter types (green and transparent), to develop a program computation in language assembly for the electronic system of low cost, that detects the presence of harmful plants and control of the flow of the herbicides, as well as to determine the time of answer of the system, the resolution of the area of vision of the sensor and to test it in simulate environmental conditions (temperature, relative humidity and dust) and in field. In the measure of the electric resistance in the collection of static data the incident global radiation (X) he/she has correlation with the reflected global radiation (Y), for the surfaces covered with plants harmful dicotyledon, in that Y = 63,72X - 8.711,83 (r 2 = 0,97) for the green filter and Y = 25,10X - 3.056,55 (r 2 = 0,97) for the transparent filter and, for the gram - silk, Y = 71,00X - 9.636,74 (r 2 = 0,98) for the green filter and Y = 25,84X - 2.852,53 (r 2 = 0,99) for the transparent filter, while for the wheat strow Y = 45,64X - 5.985,84 (r 2 = 0,98) for the green filter and Y = 12,58X - 1.243,26 (r 2 = 0,99) for the transparent filter and, for the soil, Y = 37,77X - 5.259,39 (r 2 = 0,97) for the green filter and Y = 9,87X - 1.002,79 (r 2 = 0,98) for the transparent filter. Two programs computation was developed, being one for the green filter and the another for the transparent, being used, as reference, the equation of the strow for the fact of reflecting more light than the leaves and less than the soil. The resolution of the area of vision of the sensor was 23% for the transparent filter and 73% for the green filter, due to the non optimization of the equations for this filter. The time of answer was determined, only, for the transparent filter being of 0,08 seconds because this filter presented smaller sensibility area. The tests done in simulate conditions didn't present any anomaly with relationship to the operation of the prototype, while the field tests showed an effectiveness of 100% in the control of the harmful plants. / Tese importada do Alexandria

Submitted by Marco Antônio de Ramos Chagas (mchagas@ufv.br) on 2017-02-20T18:31:41Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 837417 bytes, checksum: b9d9f56f2490f6fcf0d75f43abd0edcc (MD5) / Made available in DSpace on 2017-02-20T18:31:41Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 837417 bytes, checksum: b9d9f56f2490f6fcf0d75f43abd0edcc (MD5) Previous issue date: 2003-03-22 / A agricultura de precisão busca adequar as práticas agrícolas às exigências e potencial produtivo de parcelas dos talhões, objetivando maximizar o lucro, racionalizar o uso dos fatores de produção e reduzir a contaminação ambiental. Esses objetivos estão condicionados ao desenvolvimento de técnicas capazes de operacionalizá-los. As técnicas de Visão Artificial podem trazer benefícios, principalmente, na racionalização do uso de herbicidas que é uma das maiores fontes de custos e de contaminação ambiental. O objetivo do presente trabalho foi desenvolver e avaliar um sistema para identificação de plantas daninhas e milho, utilizando imagens digitais coloridas e monocromáticas. Foram obtidas imagens de plantas de Picão Preto (Bidens pilosa L.), Leiteira, (Euphorbia heterophylla L.), Capim-milhã (Digitaria horizontalis Willd), Timbête (Cenchrus echinatus L.) e milho (Zea mays). Para a classificação das plantas utilizou-se análise textural com base na técnica da matriz de co-ocorrência de sub-blocos das imagens. Das matrizes de co- ocorrência retirou-se oito parâmetros texturais, os quais foram utilizados com dados de entrada em um classificador. Foram testados quatro classificadores (um estatístico e três neuroniais). Foram testados fatores que podem interferir na classificação automática de plantas daninhas por um sistema de visão artificial: três dimensões de sub-bloco da imagem (17 x 17, 34 x 34, 68 x 68 pixels), quatro níveis de valores numéricos de pixels (32, 64, 128 e 256 níveis), três alturas da câmera (1,32 m, 1,58 m, 2,04 m para a câmera CIR/RGB e 1,35, 1,61, 2,04 m para a monocromática) quatro tipos de imagens (verde, excesso de verde, falsa cor infravermelha e monocromática), três diferentes números de dias após a emergência (22 DAE, 25 DAE, 29 DAE) e quatro níveis de iluminação (600, 700, 800 e 900 W). Inicialmente foram fixadas as variáveis dias após a emergência (29 dias), nível de iluminação (900 W) e classificador estatístico para testar os parâmetros dimensões do sub-bloco, número de níveis de valores de pixel e altura da câmera somente para. As combinações de variáveis que apresentaram melhores exatidões na classificação foram escolhidas para definir o melhor tipo de imagem por meio da influência de diferentes níveis de iluminação. Por fim, comparou-se a performance dos quatro classificadores para os diferentes dias após a emergência. Os resultados obtidos indicaram que: a) Dadas as condições metodológicas do estudo, os melhores valores da exatidão global, em todas as combinações dos fatores estudados tenderam a ocorrer para o tamanho de sub-bloco 68 x 68 pixels; b) a variação dos níveis de cinza aparentemente não alterou a classificação, definindo-se pelo menor número de níveis (32 níveis); c) a altura da câmera de 2,04 m tendeu a resultar em melhores valores de exatidão global; d) para a câmera CIR/RGB a imagem que tendeu a apresentar os melhores resultados de exatidão global foi a imagem de excesso de verde; e) imagem monocromática tendeu a apresentar valores superiores a imagem excesso de verde da câmera CIR/RGB; f) O classificador neuronial com maior número de neurônios (arq10_10) aparentemente apresentou os melhores resultados de exatidão global tanto para a imagem monocromática (86,5%) como para a imagem excesso de verde (86,2%); g) As exatidões globais alcançadas pelo classificador estatístico tenderam a ser inferiores aos resultados obtidos pelo classificador neuronial para os dois tipos de imagens testadas, 77,5% e 80,1% para a imagem monocromática e excesso de verde, respectivamente. / Precision farming looks up to adjust the agricultural practices to the parcels demands and productive potential to maximize the profit, rationalize the use of the product factors and reduce the environmental damage. Those objectives are conditioned to the development of techniques capable of make them viable. Machine Vision techniques can bring benefits mainly in the rationing herbicides use. The herbicides are one of the largest sources of costs and environmental damage. The goal of the present work was to develop and evaluate a weeds and corn identification system, using color and monochromatic digital images. Images of plants of picão preto (Bidens pilosa L.), leiteira (Euphorbia heterophylla L.), capim-milhã (Digitaria horizontalis Willd) and timbête (Cenchrus echinatus L.) and corn (Zea mays) were obtained. Two of the weed species were crabgrass, Timbete and Capim-milhã, and the other two were broadleaf Picão Preto and leiteira. A co-occurrence matrix technique was used to classify sub-blocks of plant images. Eight textural features were obtained from the co-occurrence matrixes and used with input in four types of classifiers (one statistic and three neural). Some factors that can interfere in the automatic classification of weed plants for machine vision system were tested. The tested factors were: three block sizes (17 x 17 pixels, 34 x 34 pixels, 68 x 68 pixels), three bands of a RGB camera (green, green excess and near- infrared), two cameras (monochromatic and RGB), four grayscale levels (32, 64, 128 and 256 levels), three different days after the emergency (22 DAE, 25 DAE, 29 DAE), three distances of the camera (1,32 m, 1,58 m, 2,04 m) and four illumination levels (600, 700, 800 and 900 W). Initially the parameters sub-block size, the grayscale level and the camera height were defined to 29 days after the emergence, the illumination level of 900 W and statistical classifier. The parameter combinations that presented the best classification accuracy were choose to define the best kind of image by studing the influence of the different illumination levels. At the end, the four classifiers performance were compared to the different days after the emergence. The results indicated that: a) the better global accuracy, in all the studied factor combinations, occurred for 68 x 68 pixels block; b) the gray level variations apparently didn’t alter the classification, and the smalles level number (32 levels) was defined; c) the camera height of 2,04 m resulted in better values of global accuracy; d) for the CIR/RGB camera, the image that presented the best results of global accuracy was the green excess image; e) the monochromatic image presented superior values than the green excess image of the CIR/RGB camera; f) the neural classifier with the liggest number of neurons (arq 10-10) presented the best results of global accuracy for monochromatic image (86,5%) as well as for green excess image (86,2%); g) the global accuracy of the statistic classifier tend to be smaller than those of the neural classifier for the two kinds of image tested; 77,5% and 80,1% for monochromatic image and green excess, respectively. / Tese importada do Alexandria

Submitted by Marco Antônio de Ramos Chagas (mchagas@ufv.br) on 2017-03-07T18:14:53Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 842225 bytes, checksum: 738d5a3aa60e3dfae9a8a5baca83ec04 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-03-07T18:14:53Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 842225 bytes, checksum: 738d5a3aa60e3dfae9a8a5baca83ec04 (MD5) Previous issue date: 2005-02-15 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / A adoção da agricultura de precisão tem, como ponto de partida, uma linha de procedimentos, que geralmente começam com a elaboração de um mapa de produtividade durante a colheita. Para a cultura de alguns grãos, como o milho e a soja, já existem dispositivos disponíveis no mercado, que acoplados às colhedoras combinadas, geram esses mapas de produtividade. No caso de culturas perenes, os sistemas de mapeamento de produtividade estão menos desenvolvidos devido à menor utilização da colheita mecanizada. Grande parte da colheita do café no Brasil é, ainda, feita manualmente. Nas áreas de produção de café de montanha, como é o caso da Zona da Mata, é difícil obter o mapeamento da produtividade uma vez que não se utilizam colhedoras automotrizes. Assim para o mapeamento da variabilidade da produtividade do café de montanha, há necessidade da geração de tecnologias específicas. O objetivo principal deste trabalho foi estudar a variabilidade espacial da produtividade na cafeicultura de montanha, por meio de técnicas de sensoriamento remoto. Foram selecionadas seis áreas para implantação das parcelas experimentais, sendo que, dentro de cada área, as plantas possuíam mesma idade, variedade e espaçamento. Três subáreas foram instaladas no campo, dentro de cada área, por meio de estacas de madeira georreferenciadas com uso de um GPS diferencial Trimble Pro XRS. Foi obtida a produtividade corrigida para a umidade padrão de 12% de cada subárea. As imagens aéreas foram obtidas a 2.000 metros de altura, nos dias nove de setembro e 27 de novembro de 2003. Identificadas nas imagens georreferenciadas, as subáreas foram recortadas e processadas, usando-se os índices espectrais Vdn, Vmn, IVn, RVm, RVd, NDVI, GNDVI e SAVI. Para efeito de análises estatísticas, foi utilizado um delineamento inteiramente casualizado, em que as diferentes áreas foram consideradas como um fator primário designado às parcelas e as diferentes avaliações mensais (épocas de tomadas de imagens) como sendo um fator secundário designado às subparcelas, caracterizando, assim, um experimento em parcelas subdivididas no tempo. Foram realizadas análises de variância para cada índice espectral, nas diferentes épocas de tomada de imagens. Selecionaram-se os índices, que resultaram em teste F não-significativo para interação e significativo para área e época. Para cada uma das duas épocas, foram ajustados modelos lineares de regressão de primeiro e segundo grau da produtividade, pelo método dos mínimos quadrados, em função dos valores do índice selecionado. O modelo selecionado foi de segundo grau referente ao índice banda verde normalizada (Vdn) para o conjunto de imagens obtidas no dia nove de setembro de 2003, que apresentou significância de 7,91% na análise de variância da regressão. O modelo e as imagens, adquiridas no dia nove de setembro de 2003, foram utilizados na geração de mapas de produtividade estimada com uso do programa MATLAB. Nas condições em que o trabalho foi realizado, concluiu- se que, entre os índices espectrais avaliados, apenas o índice Vdn em imagens aéreas falsa-cor satisfez os critérios estabelecidos para seleção de índices. Imagens aéreas falsa-cor, obtidas logo após a colheita da safra anterior, produziram um modelo de regressão com melhor ajuste para estabelecer a relação funcional entre produtividade e índice espectral Vdn. A discriminação da variabilidade espacial da produtividade a partir de índices espectrais obtidos a partir de imagens aéreas falsa-cor é possível, mas ajustes são necessários. / The precision farming technique is composed by a set of management practices that generally starts by the elaboration of a yield map. For some crops, such as corn, soybeans, wheat, cotton, yield monitors that generate yield maps are commercially available. For perennial crops, the systems for yield mapping are less developed, due to the complexity of the harvesting systems. Great part of the coffee harvesting in Brazil is still made manually. In the mountain areas that produce coffee, such as Zona da Mata Mineira, the development of yield monitor is even more difficult and there is a lack of technology for these areas. The objective of this work was to study the coffee yield variability in mountain areas using remote sensing. Six areas were chosen for doing the experimental work, in each area the plants had same age, variety and density. Three sub-areas were delimited in each area by using a DGPS Trimble Pro-XRS. The yield in each sub-area was corrected to 12% of moisture wet basis. The aerial images had been taken at the 2000 meters of height on September, 9 and on November, 27 of 2003. After identifying the sub-areas in the georeferenced images, then they were isolated and processed with use of Vdn, Vmn, IVn, RVm, RVd, NDVI, GNDVI and SAVI spectral indices. For doing the statistical analyses, the statistical model of a randomized completely design was used, where the different areas had been considered as the primary factor assigned to the plots and the different monthly evaluations (times of taking of images) as being the secondary factor assigned to the subplots, thus characterizing an split-plot experiment on time. Analyses of variance for each spectral index at the different times of taking of images had been carried out. For each one of the two images, linear models of regression of first and second degree had been adjusted, by using the least square method, relating the yield as a function of the values of the selected index. The best model was the second degree polynomial of the normalized green band index (Vdn) for the set of images taken on September, 9th of 2003 which showed significance at 7.91% level. Therefore, the model and the images acquired in September, 9th of 2003 were used for generating the yield maps. In the conditions where the work was carried out it was concluded that among the evaluated spectral indices, only the Vdn index in aerial images false-color satisfied the established criteria for selection of indices. Aerial false-color images taken just after the harvesting of the previous season produced a model of regression with better adjustment to establish the functional relationship between yield and the Vdn spectral index. The discrimination of the spatial variability of the yield from spectral indices obtained from aerial false-color images is possible, however adjustments are necessary. / Dissertação importada do Alexandria

Submitted by Marco Antônio de Ramos Chagas (mchagas@ufv.br) on 2017-03-09T14:08:51Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1767568 bytes, checksum: 50f756aa4bfdeddb5876deee89a6274b (MD5) / Made available in DSpace on 2017-03-09T14:08:51Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1767568 bytes, checksum: 50f756aa4bfdeddb5876deee89a6274b (MD5) Previous issue date: 2005-07-12 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Esse trabalho foi desenvolvido com o objetivo de estudar a acurácia e a precisão de métodos de estimativa da capacidade de campo e a variabilidade espacial da capacidade de armazenamento de água, num Latossolo Vermelho-Amarelo, e o efeito dessa variabilidade no gerenciamento de irrigação. Na análise das estimativas de capacidade de campo pelos métodos da mesa de tensão, extrator de Richards, equivalente de umidade e equivalente de umidade corrigido por equação, coletou-se amostras deformadas e indeformadas, nas profundidades 0 22 e 22 51 cm, em quatro pontos. Compararam-se as estimativas às determinações do método padrão de campo. Realizou-se a mesma amostragem num gride de 50 x 50 m, 152 pontos, incluindo as análises de densidade do solo e ponto de murcha, para análise da variabilidade espacial da capacidade de armazenamento de água. Avaliou-se o efeito dessa variabilidade no gerenciamento de irrigação, pela evapotranspiração da cultura, precipitação efetiva, demanda de irrigação, e consumo de energia elétrica ou diesel, para três anos de cultivo de milho safra e safrinha. Comparou-se o gerenciamento convencional, que utiliza capacidade de armazenamento média da área, e o gerenciamento de precisão, que considerando-se a variabilidade e dividindo-se a área em três zonas de armazenamento. Analisando-se as estimativas de capacidade de campo, as melhores precisões foram, em ordem decrescente: mesa de tensão, extrator de Richards, equivalente de umidade corrigido e equivalente de umidade, com coeficientes de variação de até 3; 5; 6,9 e 8,6%, e erro padrão de até 0,02; 0,07; 0,11; 1,59 e 1,80; respectivamente. As melhores acurácias foram, em ordem decrescente: mesa de tensão, equivalente de umidade, equivalente de umidade corrigido e extrator de Richards. Na análise da variabilidade espacial da capacidade de armazenamento, os melhores ajustes de semivariograma foram para modelos exponenciais. Encontraram-se alcances de 129 e 128m, e dependência espacial forte e moderado, para as profundidades 0 - 22 e 22 - 51 cm, respectivamente. Os coeficientes de regressão da validação cruzada para os modelos foram baixos. Comparando-se ao gerenciamento de irrigação de precisão, o gerenciamento convencional subestimou em 9% a capacidade de armazenamento, e superestimou em até 19,3; 12,8; 21,7 e 13% a evapotranspiração, precipitação efetiva e demanda de irrigação, e consumo de energia elétrica, ou diesel, respectivamente. Em face das metodologias empregadas, pôde-se concluir que: a) a mesa de tensão apresentou melhor precisão e acurácia nas estimativas da capacidade de campo e o equivalente de umidade mostrou-se prático e de baixo custo, mas exigindo maiores repetições para melhorar a precisão; b) a capacidade de armazenamento de água apresentou dependência espacial, porém, mais estudos devem ser conduzidos para aprimorar o entendimento de sua variabilidade; e c) o gerenciamento de irrigação, considerando a variabilidade da capacidade total de armazenamento de água do solo tem potencial para melhorar as estimativas da evapotranspiração, precipitação efetiva, demanda de irrigação, gerar uso mais racional e sustentável dos recursos naturais, menores custos e maior rentabilidade na agricultura irrigada. / It was developed with the objective to study the accuracy and the precision of the methods for field capacity estimative and the spatial variability of soil available water at a Red-Yellow Latosol (RYL), and the effects of this variability on the irrigation management. For the analyses of the field capacity estimative using the sandbox, extractor of Richards, moisture equivalent and the adjusted moisture equivalent methods, it was collected deformed and not deformed samples at the depths of 0-22 and 22-51cm at four different points. The estimatives were compared to the field standard method determinations. The same sampling was made on a 50 x 50 m grade, on a total of 152 points, including the soil density analyses and wilting point, for analyses of spatial variability of soil available water. The effect of this variability was evaluated on the irrigation management, through the plant evapotraspiration, gross precipitation, water and energy demands, for three normal maize seasons and three late maize seasons. It was compared with the traditional management that uses the average values of soil available water in the area to the precision management method been considered the variability and dividing the area on three strips of available water. Analyzing the field capacity estimatives the better precision methods were: sandbox, extractor of Richards, moisture equivalent and adjusted moisture equivalent, with coefficient of variation until 3; 5; 6,9 e 8,6%, and standard error until 0,02; 0,07; 0,11; 1,59 e 1,80; respectively. The better accuracies were, in a decreasing sequence: sandbox, moisture equivalent, adjusted moisture equivalent and extractor of Richards. In the analyses of the spatial variability of soil available water the better adjusts of semivariogram were for exponential models. Reaches of 129 and 128m were found, and moderate to strong spatial dependence, for depths of 0 22 e 22 51 cm, respectively. The regression coefficients of the cross-validation to the models were low. Compared to the precision irrigation management, the traditional management had underestimated 9% the available water and had overestimated until 19,3; 12,8; 21,7 e 13% the evapotranspiration, gross precipitation and irrigation demand, and electrical or diesel energy consumption, respectively. In consideration of the methods used, it was concluded: a) the sandbox method had showed the best precision and accuracy on the estimatives of field capacity and the moisture equivalent method had been presented as practical and with a low cost, but demanding more replications to obtain better precision; b) the soil available water had showed spatial dependence, but other studies should be conducted to improve the understanding of its variability; and c) the irrigation management, considering the spatial variability of the soil available water present potential to improve the estimatives of evapotranspiration, gross precipitation and irrigation demand, to offer a more rational and sustainable use of the natural resources, low costs and better profitability in the irrigated agriculture. / Dissertação importada do Alexandria