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dc.creatorFerraz, Marcelo Araújo Junqueira-
dc.date.accessioned2023-08-22T19:20:03Z-
dc.date.available2023-08-22T19:20:03Z-
dc.date.issued2023-08-22-
dc.date.submitted2023-07-14-
dc.identifier.citationFERRAZ, M. A. J. Sensoriamento remoto e inteligência artificial no manejo das culturas de milho e sorgo. 2023. 92 p. Dissertação (Mestrado em Agronomia/Fitotecnia)–Universidade Federal de Lavras, Lavras, 2023.pt_BR
dc.identifier.urihttp://repositorio.ufla.br/jspui/handle/1/58272-
dc.description.abstractSorghum, belonging to the grass family, is the crop with the highest tolerance to environmental stress among cereals. On the other hand, corn stands out for its important position in Brazilian and world agribusiness. Recently, the expansion of agricultural technologies and innovations has made it possible to increase the efficiency of production processes. Remote sensing (SR) allows the collection of crop information in a non-destructive and remote way, through sensors on board unmanned aerial vehicles (UAV) and satellites. And in the face of a large amount of data generated each season, artificial intelligence (AI) is an efficient alternative for data analysis. Thus, the objective was to evaluate the use of remote sensing techniques and artificial intelligence models in the management of corn and sorghum crops. To estimate grain sorghum productivity under tropical conditions and define the best time to estimate productivity, terrain elevation and vegetation indices (VIs) extracted at 30, 60, 90 and 120 days after sowing (DAS) were used as input parameters for the Artificial Neural Network (ANN) with Multilayer Perceptron architecture. The model with the best performance (R2 = 0.89 and RMSE = 0.22 t ha-1) had as input the IVs CIgreen, SR, VARI, WDRVI and land elevation at 30 DAS. A high correlation (r = 0.95) was obtained between the observed yield and that estimated by the model at 30 DAS, demonstrating that this initial stage is the most suitable for estimating sorghum grain yield. Corn crop data were collected using UAV and PlanetScope satellite, combined with machine learning algorithms for plant height estimation. For this purpose, NDVI, NDRE and GNDVI IVs were calculated from orbital images, while the UAV-based height was obtained through digital elevation models (DEM). The images were obtained at 20, 29, 37, 44, 50, 61 and 71 DAS and in the same way the manual evaluations in the field. The following results were obtained: (1) plant height derived from the DEM showed a strong correlation with manual field height (r = 0.96), NDVI (r = 0.80), NDRE (r = 0.78) and GNDVI (r = 0.81). (2) The RF model performed better (R2 = 0.97 and RMSE = 14.62 cm) when using NDVI, NDRE and GNDVI as input, followed by KNN with similar precision (R2 = 0.97 and RMSE = 14 .68 cm).pt_BR
dc.description.sponsorshipFundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas Gerais (FAPEMIG)pt_BR
dc.languageporpt_BR
dc.publisherUniversidade Federal de Lavraspt_BR
dc.rightsacesso abertopt_BR
dc.rightsAttribution 4.0 International*
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by/4.0/*
dc.subjectAgricultura de precisãopt_BR
dc.subjectInteligência artificialpt_BR
dc.subjectAprendizado de máquinapt_BR
dc.subjectPrecision agriculturept_BR
dc.subjectArtificial intelligencept_BR
dc.subjectMachine learningpt_BR
dc.titleSensoriamento remoto e inteligência artificial no manejo das culturas de milho e sorgopt_BR
dc.title.alternativeRemote sensing and artificial intelligence in maize and sorghum crop managementpt_BR
dc.typedissertaçãopt_BR
dc.publisher.programPrograma de Pós-graduação em Agronomia/Fitotecniapt_BR
dc.publisher.initialsUFLApt_BR
dc.publisher.countrybrasilpt_BR
dc.contributor.advisor1Von Pinho, Renzo Garcia-
dc.contributor.advisor-co1Santos, Adão Felipe dos-
dc.contributor.referee1Von Pinho, Renzo Garcia-
dc.contributor.referee2Pereira, José Luiz de Andrade Rezende-
dc.contributor.referee3Silva, Rouverson Pereira da-
dc.description.resumoO sorgo, pertencente à família das gramíneas, é a cultura com maior tolerância à estresses ambientais entre os cereais. Por outro lado, o milho se destaca pela importante posição no agronegócio brasileiro e mundial. Recentemente, a expansão das tecnologias e inovações agrícolas, tem possibilitado o aumento de eficiência dos processos de produção. O sensoriamento remoto (SR) permite a coleta de informações da lavoura de forma não-destrutiva e remota, por meio de sensores embarcados em veículos aéreos não tripulados (UAV) e satélites. E diante de uma grande quantidade de dados gerados a cada safra, a inteligência artificial (IA) é uma alternativa eficiente para análise dos dados. Dessa forma, objetivou-se avaliar o emprego de técnicas de sensoriamento remoto e modelos de inteligência artificial no manejo das culturas de milho e sorgo. Para realizar a estimativa de produtividade de sorgo granífero em condições tropicais e definir a melhor época para estimar a produtividade, foram utilizados elevação do terreno e índices de vegetação (IVs) extraídos aos 30, 60, 90 e 120 dias após semeadura (DAS) como parâmetros de entrada para a Rede Neural Artificial (RNA) com arquitetura Multilayer Perceptron. O modelo com melhor desempenho (R2 = 0,89 e RMSE = 0,22 t ha-1) apresentava como entrada os IVs CIgreen, SR, VARI, WDRVI e elevação do terreno aos 30 DAS. Obteve-se alta correlação (r = 0,95) entre a produtividade observada e a estimada pelo modelo aos 30 DAS, demonstrando que nesse estágio inicial é o mais adequado para realizar a estimativa de produtividade de grãos de sorgo. Os dados da cultura do milho foram coletados por meio de UAV e satélite PlanetScope, combinadas com algoritmos de aprendizado de máquina para estimativa de altura de plantas. Para tanto, IVs NDVI, NDRE e GNDVI foram calculados a partir de imagens orbitais, enquanto que a altura baseada em UAV foi obtida por meio de modelos digitais de elevação (DEM). As imagens foram obtidas aos 20, 29, 37, 44, 50, 61 e 71 DAS e da mesma forma as avaliações manuais no campo. Os seguintes resultados foram obtidos: (1) a altura de planta derivada do DEM apresentou forte correlação com a altura manual de campo (r = 0,96), NDVI (r = 0,80), NDRE (r = 0,78) e GNDVI (r = 0,81). (2) O modelo de RF teve melhor desempenho (R2 = 0,97 e RMSE = 14,62 cm) quando utilizou NDVI, NDRE e GNDVI como entrada, seguido de KNN com precisão semelhante (R2 = 0,97 e RMSE = 14,68 cm).pt_BR
dc.publisher.departmentDepartamento de Agriculturapt_BR
dc.subject.cnpqManejo e Tratos Culturaispt_BR
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