Recursos do sensoreamento remoto estão sendo empregados para monitorar os sistemas de produção no campo. Com isso, pesquisadores estão conseguindo observar o grau de adoção de boas práticas conservacionistas e acompanhar o desempenho desses sistemas. Para isso, o pesquisador Júlio Franchini, da Embrapa Soja, está combinando imagens de satélite e de drones para incrementar as avaliações sobre o manejo de solo em uma área de 250 mil hectares.
O objetivo é criar padrões para monitorar em tempo real o que está ocorrendo no campo. Para isso, o cientista está estabelecendo critérios para diferenciar detalhes dos sistemas de produção adotados e, no futuro, automatizar o processo. Nas imagens é possível identificar as culturas utilizadas e detalhes de manejo como, por exemplo, se a área foi gradeada ou escarficada. “Poderemos dispensar a vistoria a campo, que ainda é necessária, e assim ampliar a escala que hoje está sendo aplicada no norte do Paraná, para as demais regiões”, explica Franchini.
“As imagens de satélite cobrem uma área extensa, mas nem sempre permitem boa visibilidade, por causa das nuvens”, comenta o cientista. Por isso, o trabalho é completado com imagens produzidas com drones.
A resolução das imagens de satélite estão na faixa de dez metros enquanto as de drones chegam a cinco centímetros. “Com os drones, sobrevoamos a 500 metros de altitude e, por isso, não há a interferência das nuvens para obtermos mais detalhes. Conseguimos ter uma visão muito aproximada da realidade, ou seja, como os produtores estão conduzindo seus sistemas de produção”, relata.
Comparando os dados de imagem obtidos em 2018 com os de 2019, Franchini pretende, identificar o quanto os resultados de pesquisa e as ações de transferência de tecnologia estão impactando na melhoria dos sistemas de produção. “Nossa ideia é melhorar a adoção de práticas conservacionistas de manejo do solo, começando pelo Paraná e depois expandir para outras regiões”, destaca.
Uma prática cuja adoção tem aumentado é o uso do consórcio de milho segunda safra com braquiária. “Nas imagens obtidas após a colheita do milho é possível identificar as áreas de consórcio com braquiária, uma vez que sua coloração verde é facilmente distinguida em relação às áreas de milho solteiro”, revela.
Sensoriamento remoto e estresses na soja
Um trabalho conjunto entre a Embrapa e o Grupo Aplicado ao Levantamento e Espacialização de Solos (GALeS) da Universidade Estadual de Maringá (UEM) está empregando sensoriamento remoto para o monitoramento de estresses na cultura da soja.
As instituições estão desenvolvendo índices, ferramentas e indicadores para recomendar o melhor uso das ferramentas digitais e das novas tecnologias (internet das coisas, geoprocessamento, sensoriamento remoto, monitoramento à distância). “Nosso objetivo com o uso dessas novas ferramentas é orientar um conjunto de práticas de manejo alicerçadas em parâmetros de resposta da planta a um determinado fator, a um determinado estresse ou condição de produção”, relata o pesquisador José Renato Bouças Farias, chefe-geral da Embrapa Soja.
Nas três últimas safras, a Embrapa avaliou o uso das ferramentas digitais no sistema de produção agrícola com foco em déficit hídrico e em aspectos nutricionais da soja, com e sem deficiência de potássio, um dos principais nutrientes exigidos pela leguminosa. “O sensoriamento remoto tem grande potencial, mas antes de chegar a uma aplicação no mercado é preciso investimento em pesquisa para que consigamos ter reprodutibilidade em um modelo a ser aplicado”, explica o geógrafo Luis Guilherme Teixeira Crusiol,doutorando em agronomia pela UEM.
Câmeras termais identificam plantas sem água
Nos drones, a Embrapa Soja tem usado, também, câmeras termais que captam espectros de luz mais amplos se comparados às imagens das convencionais, que registram apenas a luz visível. Essa tecnologia é empregada no monitoramento de plantas em situação de seca. Com isso, os equipamentos e sensores podem monitorar a condição hídrica da planta, por meio de imagens que são imperceptíveis ao olho humano.
“Avaliamos e acompanhamos a condição hídrica da planta, por meio da utilização de câmeras termais, usando a temperatura como resposta à condição hídrica da planta”, explica Farias. “Isso é possível porque a planta que sofre falta de água apresenta temperatura mais elevada do que aquela que recebe água continuamente”.
Os pesquisadores pretendem criar parâmetros de identificação e, com eles, desenvolver modelos e rotinas que vão definir como a condição encontrada está associada a um determinado comportamento e resposta da planta. A previsão é que a tecnologia permita monitorar o potencial produtivo da cultura, estimar quebras de safra; prever rendimentos; monitorar a condição de suprimento de água pelo solo; identificar problemas no manejo do solo e no armazenamento de água, entre outras possibilidades. “O dado obtido com o sensoriamento remoto vai ajudar a definição de determinado manejo ou prática para resolver o problema ou prevenir para que não ocorra nas safras seguintes”, prevê o pesquisador.
A nova tecnologia desenvolvida pelos cientistas da Universidade da Flórida, nos Estados Unidos, identifica duas perigosas doenças do tomate com 99% de precisão. Quanto mais cedo os agricultores detectarem essas doenças, maiores serão as chances de tratá-las antes que as doenças causem danos excessivos.
Normalmente, os produtores percorrem seus campos e examinam suas plantações para tentar encontrar e identificar os tipos de doenças que ocorreram em suas plantações. Às vezes, a identificação de doenças requer conhecimentos que o agricultor pode não ter.
“A identificação rápida e precisa de um patógeno vegetal é essencial para a implementação de táticas oportunas de gerenciamento de doenças”, disse Pamela Roberts, professora de patologia vegetal da UF / IFAS.
Para o novo estudo, Roberts e Yiannis Ampatzidis, pesquisadores do Centro de Pesquisa e Educação da UF / IFAS, no sudoeste da Flórida, pilotaram drones sobre fazendas experimentais de tomate na instalação. Os veículos aéreos não tripulados capturaram imagens da colheita e, a partir dessas fotos, os cientistas conseguiram identificar as doenças.
Por meio da tecnologia chamada “rede neural perceptron de múltiplas camadas”, os cientistas diferenciaram entre ponto bacteriano e ponto alvo e o fizeram com precisão quase perfeita, disse Roberts.
Na Flórida, os tomates frescos do mercado faturam de US $ 400 milhões a US $ 500 milhões anualmente, de acordo com o Serviço Nacional de Estatística Agrícola, um braço do Departamento de Agricultura dos Estados Unidos (USDA), informou o AgroPages.
O georreferenciamento é uma tecnologia bastante utilizada pelo setor agrícola. Além de ser uma exigência para a regularização de propriedades rurais, também é essencial para a implantação da agricultura de precisão.
A ideia dessa tecnologia é determinar a exata posição geográfica de um imóvel rural e o tamanho de sua área a partir de um mapeamento que identifica vértices do seu perímetro ao sistema geodésico brasileiro.
O georreferenciamento deve ser feito por profissionais capacitados em topografia e certificados pelo CREA e INCRA. Com o emprego desse recurso, é possível saber a exata localização da propriedade dentro de uma área sem que restem dúvidas.
Desde 2016, esse método passou a ser empregado pelo INCRA como forma de garantir a legalidade das propriedades. É também primordial para obter a Certidão de Cadastro de Imóvel Rural (CCIR).
Continue a leitura para saber mais sobre esse recurso, sua importância para a agricultura de precisão e suas vantagens para a produtividade agrícola!
Como é feito o georreferenciamento ?
O georreferenciamento de propriedades agrícolas pode ser feito de diferentes formas, dependendo do tipo e do tamanho da propriedade, por exemplo.
Locais de difícil acesso demandam métodos diferenciados de análise, como os veículos aéreos não tripulados (drones) para a realização da leitura. Já em áreas em que profissionais podem circular sem nenhuma dificuldade, é mais comum o uso do GPS de mão.
Em ambos os casos, quando a leitura é feita, são desenvolvidos mapas que levam em consideração os pontos levantados e os cálculos de tamanho de propriedade.
Utilização do georreferenciamento
O georreferenciamento também é amplamente utilizado para atribuir coordenadas reais em imagens aéreas, tais como imagens de satélites ou coletadas via aeronaves tripuladas e até não tripuladas (VANTS), neste caso é necessário a coleta de pontos de controle em campo.
Embora, os pontos de controle devem possuir coordenadas reais, geralmente obtidas via GNSS. Esses pontos devem ser alocados em locais de fácil identificação na imagem, tal como o cruzamento entre duas estradas ou determinado canto de uma cerca.
Outra característica desejável em relação aos pontos de controle, é que devem estar bem distribuídos na área de estudo, e assim garantir que toda imagem apresente elevada qualidade de georreferenciamento.
O georreferenciamento só se torna útil se a imagem tiver qualidade de mapa. Se a imagem não possuir representação ortogonal, ou seja, isenta de deslocamentos radiais, apropriada ortorretificação deve ser aplicada a essa imagem antes do georreferenciamento.
A criação de pirâmides é desejável em situações em que se trabalha com arquivos raster com elevada dimensão e há necessidade de alterar o nível de zoom com frequência. As pirâmides melhoram o desempenho de exibição do raster.
Elas são uma versão redesenhada do Raster original e pode conter muitas camadas (Figura abaixo), cada camada sucessiva é redesenhada em uma escala 2:1 (ESRI, 2018).
Exemplo de dois níveis de pirâmides feitas a partir do Raster original.
Entrada e saída de dados
As funções para entrada e saída de dados são os meios pelos quais um SIG se comunica com o mundo exterior. Dentre os principais dispositivos para entrada de dados geográficos citam-se:
GNSS (sistemas de posicionamento global por satélite);
Estação total (levantamentos topográficos);
Scanner (formato raster);
Mesas digitalizadoras (formato vetorial);
Mouse (digitalização em tela);
Teclado (digitação manual de coordenadas).
Identificação dos pontos do georreferenciamento
Para o georreferenciamento é necessário à identificação de pontos de controle bem distribuídos na região, a seguinte expressão informa o número de pontos necessários para o georreferenciamento de acordo com a ordem da transformação, mas em geral, quanto maior a quantidade de pontos coletados, melhor será o georreferenciamento, sobretudo em imagens aéreas, em que a identificação da posição exata dos pontos de controle na imagem pode ser complicada:
De acordo com a fórmula anterior, para uma transformação de 1ª ordem é necessário no mínimo três pontos de controle. Em imagens que já tenham qualidade de mapa apenas a transformação de 1ª ordem deve ser suficiente para georreferencia-la. Em determinadas situações, em que, distorções mais complexas estão presentes pode ser necessário aplicar transformações de ordens superiores (ex: 2ª ordem, 3ª ordem, splines). Se esse for o caso, muitas vezes é recomendado atribuir a imagem como inadequada para aplicações em SIG e buscar outra fonte de dados.
Para o georreferenciamento de prudentopolis.tif, foi utilizado à transformação de 1ª ordem (Figura 45). Os parâmetros das funções (uma função para coordenada x e outra para y) de transformação são obtidos através de ajuste por mínimos quadrados das unidades de mapa (metros, quilômetros) em relação as unidades de visualização em tela (pixels).
Representação da transformação de 1ª ordem.
Em que:
x = contagem de colunas no espaço da imagem.
y = contagem de linhas no espaço da imagem.
x’= valor horizontal no espaço de coordenadas.
y’ = valor vertical no espaço de coordenadas.
A = tamanho horizontal da célula em unidades de mapa.
B = termo de rotação.
C = valor de x’ no centro da célula superior esquerda.
D = termo de rotação.
E = tamanho vertical negativo das células em unidades de mapa.
F = valor de y’ no centro da célula superior esquerda.
Georreferenciamento na agricultura de precisão
A agricultura de precisão tem como objetivo adotar medidas de manejo partindo do princípio de que o ambiente onde são cultivadas as lavouras não são uniformes. Para isso, analisa peculiaridades de cada região, propriedade e tipo de cultura.
Um dos princípios da agricultura de precisão é o georreferenciamento em regiões estratégicas, que pode ser feito tanto por meio de GPS quanto com o auxílio de drone. Nesse sentido, são levantados pontos de amostragem permitindo a sua localização espacial. Com a confecção de mapas inteligentes é possível monitorar de perto a evolução (ou regressão) de uma praga, por exemplo.
Do mesmo modo, o georreferenciamento também pode ser usado para obter amostras de solo em pontos demarcados. A produtividade de uma área também pode ser obtida por meio dessa tecnologia. Assim, tais dados são armazenados, interpretados e cruzados com outras informações para gerar ações diferenciadas em cada ponto da propriedade, como a aplicação em taxa variável. Isso permite que a agricultura de precisão trate os problemas sem excessos ou déficits.
Vantagens para a gricutura
Entretanto, apesar de muitos produtores enxergarem a exigência do georreferenciamento como um entrave burocrático, a verdade é que esse método pode trazer diversos benefícios para gestão da propriedade rural, tais como:
Melhoria na mobilidade no campo já que, conhecendo a propriedade é preciso fazer um melhor aproveitamento da área;
Aumento do controle da lavoura e produtividade a partir de um planejamento mais preciso;
Melhoria na gestão do agronegócio, sem a necessidade de estar presente fisicamente na propriedade;
Maior lucratividade uma vez que se elimina os desperdícios de insumos;
De forma geral, o georreferenciamento tem muito a acrescentar na gestão de um negócio rural. No entanto, é preciso que ele seja feito por um profissional capacitado para tanto.
A atividade agrícola brasileira está se tornando cada vez mais automatizada, o que faz com que o setor fique cada vez mais eficiente e lucrativo. Das novas tecnologias empregadas no campo, uma que vem se popularizando nas propriedades é o uso de drones agrícolas.
Nos últimos anos os drones se tornaram mais sofisticados e acessíveis, se constituindo peças úteis para a agricultura de precisão e para uma série de atividades relacionadas à gestão do empreendimento.
Também chamados de veículos aéreos não tripulados (VANT’s), esses equipamentos são capazes de realizar diversas tarefas, permitindo que a tomada de decisão em relação ao manejo seja mais acertada. Isso porque, os dados obtidos podem ser gerenciados com mais exatidão, otimizando o trabalho e minimizando os custos.
Neste artigo, vamos entender melhor as vantagens da utilização dos drones na agricultura e quais são as suas aplicações práticas. Se você quer saber mais sobre o assunto, continue a leitura!
Vantagens do uso dos drones agrícolas na agricultura
É fato que o uso de drones na agricultura é uma realidade que transformou a vida de produtores e profissionais da área. Com as informações obtidas a partir do monitoramento com o dispositivo, é possível tomar decisões baseadas em fatos, otimizando os resultados.
Muitos dos veículos aéreos não tripulados são equipados com sensores dos mais variados tipos e softwares de última geração, que fornecem dados detalhados e precisos sobre culturas agrícolas, florestas e pecuária.
Como principais benefícios dos drones na atividade agrícola, podemos citar:
Softwares inteligentes capazes de identificar diferentes situações.
A principio, os drones podem ser empregados em diversas fases do manejo. Veja mais detalhes sobre cada uma delas a seguir!
Categorias e tipos de Vants
Durante as últimas décadas significativos esforços foram feitos a fim de ampliar a autonomia de voo e a carga útil dos VANTs, surgindo assim, diversas configurações de aeronaves, com base em tamanho, níveis de resistência e capacidade de carga (Alves Júnior, 2015). De acordo com Alves Júnior (2015), os VANTs podem ser classificados em cinco categorias.
Fonte: Adaptado de Barcellos (2017).
A principio, estes veículos apresentam grande variabilidade, indo desde pequenos, leves e portáteis, como por exemplo, o Desert Hawk de 80 cm de comprimento e apenas 3 kg, até aeronaves enormes que precisam de pista de decolagem e pesam milhares de quilogramas, como o Global Hawk de 13,5 m de comprimento e quase 12.000 kg (Figura 1 e 2) (Jensen, 2009).
Devido a diversidade de equipamentos, atualmente há várias classificações para os VANTs. A classificação da Comunidade Internacional de Sistemas para Veículos Não Tripulados (UVS International Community) é uma das mais utilizadas. Ela considera cinco categorias de VANTs: Micro, Mini, Curto Alcance, Médio Alcance, e Grande Altitude e Longa Duração, tendo como base peso, alcance, altura de voo e autonomia em horas.
Fonte: Retirado de Longhitano (2010), adaptado de Eisenbess, 2004.
Drones agrícolas para pulverização
Primeiramente um dos principais usos do drone agrícolas é na pulverização. O drone pulverizador mapeia a topografia do terreno, utilizando um sistema que mescla laser e ultrassom. Com isso, conseguem aplicar os defensivos agrícolas com maior precisão, economia e agilidade. As aplicações realizadas com o dispositivo são muito mais rápidas do que com o maquinário convencional.
Drones agrícolas para mapeamento aéreo
Os drones agrícolas também são amplamente utilizados no mapeamento aéreo. Diferentes tipos de sensores podem ser utilizados, sendo os ópticos multiespectrais os mais comuns, mas sensores ópticos hiperespectrais e até mesmo LiDAR já estão disponíveis. Com os produtos derivados desses sensores é possível:
Avaliar plantas e identificar falhas de plantio;
Identificar ocorrência de pragas, doenças e deficiência nutricional em pontos específicos da lavoura;
Gerir o uso de defensivos agrícolas, minimizando os desperdícios;
Gerar mapas de aplicação de taxas variáveis para a aplicação de insumos e fertilizantes com precisão.
Drones agrícolas para irrigação
Embora, com uma utilização ainda tímida, os veículos aéreos não tripulados podem também auxiliar na irrigação. Nesse caso, o dispositivo é capaz de identificar com grande precisão, a partir de um sobrevoo, as áreas do cultivo que demandam maior quantidade de recursos hídricos.
Isso pode ser feito a partir de sensores hiperespectrais, multiespectrais ou térmicos. Ao contrário do método tradicional, em que os valores de estimativa da evapotranspiração podem ser subestimados ou superestimados, com o uso do VANT, a prática se torna mais eficiente e precisa.
Drones agrícolas para georreferenciamento
O georreferenciamentode propriedade é exigido pelo INCRA. Nesse caso, o drone é muito útil pois consegue reunir as imagens em pouco tempo, facilitando a obtenção da certificação e legalização da propriedade.
Outros usos
Entretanto, existem ainda outras aplicações dos drones agrícolas a que não demandam muita sofisticação ou softwares específicos. Com uma câmera de boa resolução, o proprietário consegue:
Identificar presença de nascentes de rios e olhos d’água;
Localizar focos de incêndio;
Verificação de áreas de difícil acesso;
Verificar áreas para abertura de estradas;
Encontrar animais perdidos;
Fazer vigilância;
Regulamentações para sua utilização de drones agrícolas
Os drones agrícolas e outros veículos aéreos não tripulados também são considerados aeronaves e, portanto, devem seguir as regras previstas em lei para a utilização. No Brasil, quem faz o controle do espaço aéreo é DECEA, organização da FAB.
Por isso, antes de utilizar a ferramenta ou contratar o serviço de uma empresa especializada, é preciso se atentar quanto a legislação.
Como vimos, o uso do drone na agricultura pode ser muito vantajoso para o agricultor.
Não é novidade que o desenvolvimento de máquinas cada vez mais inteligentes estão, aos poucos, tornando diversos processos mais eficientes. Nesse sentido, já existem indícios de que, grande parte das atividades desempenhadas por pessoas será massivamente substituída por robôs até o final do século, o que demandará uma reconfiguração das relações de trabalho.
Do mesmo modo, o uso da robótica no manejo agrícola e florestal está ganhando espaço, o que vem causando impactos significativos na produção de alimentos e insumos em todo mundo. Como principais benefícios, as tarefas mais complexas poderão ser executadas de forma autônoma, rápida e precisa. Portanto, auxiliará no desenvolvimento de lavouras e florestas, medindo a performance e identificando deficiências, doenças, pragas ou qualquer alteração abiótica.
Neste artigo, vamos entender melhor como a robótica pode ser utilizada tanto no manejo agrícola quanto no florestal. Confira!
Agricultura
A tecnologia vem potencializando a agricultura nos últimos anos, fazendo com que os processos sejam mais eficientes, o que resulta em redução de custos e aumento da produtividade. Desde a inclusão de maquinário agrícola, até hoje, com a inclusão de robôs, o manejo agrícola tem muito a ganhar com os novos recursos. Veja, a seguir, alguns exemplos da aplicação de robótica nesta atividade!
Drones
Os drones, que são veículos aéreos não-tripulados, podem desempenhar uma série de atividades na agricultura, tais como monitorar a ocorrência de pragas e doenças, pulverizar pontos específicos e de difícil acesso na plantação e auxiliar no manejo da irrigação.
Entretanto, a tendência é que esses dispositivos evoluam ainda mais e se tornem cada vez mais autônomos, aumentando a precisão e auxiliando em todas as etapas do ciclo produtivo.
Tratores Autônomos
A ideia do trator autônomo é não depender que tenha um tratorista conduzindo o veículo presencialmente. . Essas ações seriam coordenadas de forma remota por meio de um iPad, notebook ou smartphone.
Isso possibilita que o responsável possa supervisionar várias máquinas de forma simultânea, cuidar de outras tarefas ou até mesmo operar outro veículo.
Conexão
Além de máquinas autônomas, o objetivo da inclusão da robótica no cenário agrícola é levar a Inteligência Artificial e a Internet para o campo.
Apesar dessa realidade parecer um pouco distante, a projeção é que em breve as máquinas e os dispositivos estejam conectados a uma base de dados única, facilitando a gestão e a tomada de decisão.
Do mesmo modo, no manejo florestal é cada vez mais comum vermos o avanço da tecnologia caminhando para uma maior inclusão da robótica. Veja a seguir, algumas tendências!
Monitoramento das copas das árvores
Sabemos que um profissional não consegue observar por completo uma árvore, a menos que possua recursos para isso. Por essa razão, já estão sendo desenvolvidas alternativas, como os drones, capazes de sobrevoar a superfície da floresta a baixas altitudes, mas sem causar grandes perturbações. Dessa forma, será possível coletar dados de composição do ar acima da vegetação de forma muito mais acessível. Quando equipado com softwares específicos, também conseguem fornecer dados com precisão e agilidade.
Robôs Capazes de Escalar Árvores
Um dos grandes desafios do monitoramento florestal é explorar e coletar dados em diferentes camadas da árvore, principalmente se tratando de árvores maiores. Por isso, pesquisadores já estão desenvolvendo dispositivos que escalam imitando o movimento de animais. A ideia é controlar o dispositivo para coletar o máximo de informações possíveis sobre toda a extensão da árvore. Esses robôs já têm sido utilizados em tarefas como a poda dos ramos das árvores quando se quer manejar a floresta para produção de madeira para serraria.
Robôs na Produção de Clones
Hoje, os robôs já são capazes de realizar cortes precisos em miniestacas de eucalipto e realizar o plantio. No futuro é possível que todas as etapas da produção clonal das mudas de eucalipto sejam realizadas por robôs.
Microfones e Câmeras para o Monitoramento Ambiental
Outra aplicação prática da robótica no manejo florestal é a inclusão de sensores com câmera e microfones para identificação automática de espécies de animais. As informações serão enviadas via antenas instaladas em pontos altos da floresta para uma central de dados acessível pela internet. A identificação das espécies fica a cargo de um sistema de inteligência artificial treinado para reconhecer padrões visuais e acústicos de animais típicos de uma região.
Esses são apenas alguns exemplos de como a robótica afeta e afetará ainda mais o manejo agrícola e florestal nas próximas décadas. Com isso, o caminho será cada vez mais a digitalização e automação. Portanto, para se adaptar a tais mudanças é preciso que o profissional esteja sempre em busca de conhecimento e inovação.
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