Gestão de Imagens da Cultura do Milho geradas por Veículos Aéreos Não Tripulados Luis Guilherme Ribeiro, Alisson Felipe Coelho Garcia, Jorge Davi Navarro, Maria Salete Marcon Gomes Vaz Departamento de Informática, Universidade Estadual de Ponta Grossa, Ponta Grossa, Paraná, Brasil,
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[email protected] RESUMO Este trabalho apresenta o uso de veículos aéreos não tripulados na agricultura, com foco no tratamento da cultura do milho, estabelecendo certos manejos como do solo, plantio, pragas, doenças e cultura. O manejo quando tratado de forma correta faz uma grande diferença na safra, pois resulta em ganhos de produção. A gestão de imagens eficaz e o uso de sensoriamento remoto e geoprocessamento, com aquisição e processamento computacional especializado resultam em informações para análise do comportamento espectral de plantas. Palavras-chave: Veículos Geoprocessamento.
Aéreos
Não
Tripulados,
Agricultura
de
Precisão,
INTRODUÇÃO As aeronaves não tripuladas surgiram para fins militares, visando a execução de missões aéreas que ofereciam risco à vida humana, como espionagem, patrulhamento e apoio em artilharia. Com o avanço tecnológico nos setores de processamento de dados e miniaturização de componentes eletrônicos, ocorridos nas últimas duas décadas, diversas aplicações militares de Veículos Aéreos Não Tripulados (VANTs) foram desenvolvidas (ARMADA, 2004). Os VANTs podem apresentar vantagens técnicas e econômicas, em relação aos diferentes campos de atuação, como mineração, acompanhamento de obras, meio ambiente, perícia e expansão urbana (LONGHITANO, 2010). Nessa pesquisa foi realizado o estudo da cultura do milho, caracterizada pelas diversas formas de sua utilização, da alimentação animal até a indústria de alta tecnologia. Devido à flexibilidade na utilização dos VANTs, o processamento dos dados coletados pode servir para diversas culturas dentro da agricultura, afinal todas necessitam de cuidados especiais e constantes monitoramentos.
No caso da agricultura, as imagens aéreas de culturas podem ser aplicadas em processamento digital de imagens e inteligência artificial. As técnicas são utilizadas para realizar procedimentos nas imagens capturadas, gerando resultados satisfatórios para a visualização de doenças. O objetivo deste artigo é apresentar o uso de veículos aéreos não tripulados na agricultura, com foco no tratamento do milho. Para tanto, este artigo está estruturado como segue. MATERIAIS E MÉTODOS Os VANTs são basicamente de três tipos como segue: asas fixas (aviões), asas rotativas (helicopteros) e multirrotores (drones) (CASSEMIRO et al., 2014). Os VANTs de asas fixas atingem maior velocidade e têm maior autonomia de voo, enquanto os rotativos são capazes de voar a baixa e média velocidade e decolar e pousar verticalmente. Além disso, são mais estáveis e com dinâmica de voo diferente. Manejo Plantio do Milho A base do sucesso do sistema orgânico é um solo “sadio”, bem estruturado, fértil, com macro e micronutrientes disponíveis nas plantas em quantidades equilibradas (CRUZ, 1999). Com o uso dos VANTs, é possível realizar o monitoramento constante do solo, e através do processamento das imagens aéreas são adquiridas diversas informações para análise do solo. Ao contrário das pragas e doenças que aparecem eventualmente, as plantas daninhas aparecem todo ano e seu controle se faz sempre necessário (CRUZ, 1999). Através de imagens aéreas processadas em softwares especializados, a identificação de espécies de plantas daninhas é facilitada e, também, a realização do espaceamento e a densidade no plantio, uma vez que pequenas variações na densidade têm grande influência no rendimento final da cultura. Com o uso de câmeras que capturam imagens com infravermelho próximo, através do comprimento de onda e intensidade da absorção de luz em funções orgânicas, pode-se obter imagens que servem para a análise do comportamento espectral da planta. Softwares Os softwares podem avaliar a qualidade do plantio, detectar e mapear algumas doenças e pragas, acompanhar o desenvolvimento da cultura, mapear deficiência de nitrogênio na cultura, estimar safra, além de estimar estresse hídrico. Essas informações podem influenciar na tomada de decisões que afetam o plantio (JORGE et al., 2009). Atualmente, a Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária (Embrapa) tem investido no desenvolvimento de softwares de processamento de imagens aéreas obtidas por drones
capazes de operar em condições de campo adversas. Dentre os softwares desenvolvidos, o SISCOB e GEOFIELDER são os mais conhecidos. RESULTADOS E DISCUSSÃO Foi possível observar que o uso de micro VANTs multirotores são viáveis para pequenas áreas de plantio, pois além do fácil manuseio proporcionam uma aquisição rápida de dados e com qualidade. No caso de grandes áreas é viável o uso de micro VANTs de asa-fixa, pois atingem maiores velocidades e têm maior autonomia de voo. Através do software SISCOB, foi realizado o processamento de duas imagens do plantio do milho com 30 dias. Na figura a seguir, as duas imagens superiores são antes do processamento e as duas inferiores após. Figura 1: Imagens processada no software SISCOB.
Fonte: (Embrapa, 2013).
Através das imagens processadas pelo software, é possível notar claramente que há partes no plantio que possui tons diferentes da cor verde. O tom verde-escuro pode ser definido como plantio saudável, já o tom verde-claro mais concentrado, pode ser definido como plantas invasoras. Pois o plantio saudável deve estar de maneira uniforme. Também é facil perceber o solo nú, definido pela cor vermelha. E através da análise da cobertura do solo obter informações importantes como: estimativa de safra, deficiências na lavoura, atuação de pragas, etc. Com o software, pode realizar também a geração de um mapa, onde é a união de várias imagens processadas. Resultando num mapa para o controle geral da lavoura. CONCLUSÃO A utilização de imagens aéreas adquiridas por VANTs para identificar o surgimento de doenças e pragas na cultura do milho é eficiente, pois o milho possui uma ampla variedade de
doenças foliares dificultando o controle, mas com uma identificação precoce e constantes monitoramentos pode-se evitar grandes perdas na lavoura. Do ponto de vista financeiro e ambiental, a rápida identificação de doenças e o controle adequado, reduzem o uso de agrotóxicos e com isso ocorre menor poluição do solo. Além disso, com o apoio de softwares, é possível realizar a análise da cobertura do solo, quantificar as alterações ocorridas na cultura, monitorar doenças, pragas e deficiências na lavoura. O que proporciona ao agricultor saber de fato onde atuar e ter o monitoramento das necessidades específicas das áreas do plantio. Como trabalhos futuros, pretende-se realizar melhores aprimoramentos na área de gestão de imagens aéreas, como o desenvolvimento de softwares especializados a culturas agrícolas específicas. REFERÊNCIAS ARAÚJO, J. C. Determinação de zonas de manejo e estimativa da produtividade de culturas de grão por meio de videografia aérea digital multiespectral. Maringá, v. 27, n. 3, p. 437-447, Jul/Set., 2005. ARMADA. The Growing World of Unmanned Airborne Spies. IN: Armada International, vol.28, no 3, 2004. CASSEMIRO, G. M.H; PINTO, H. B. Composição e Processamento de Imagens aéreas em alta resolução obtidas por Drones. 2014. Universidade de Brasília; Faculdade UnB Gama – FGA, Monografia. CRUZ, J. C. Manejo de solos em sucessão de culturas. In: SEMINÁRIO SOBRE A CULTURA DO MILHO "SAFRINHA". 5., 1999, Barretos, SP. Anais.Campinas: IAC, 1999. p.39-49. JORGE, L. A. de C; INAMASU, R. Y; CARMO, R. B. do. Desenvolvimento de um VANT totalmente configurado para aplicação em Agricultura de Precisão no Brasil.2011.Disponívelem:http://www.alice.cnptia.embrapa.br/handle/doc/908191. EMBRAPA. Tecnologias de Produção de Milho: Cultivares para 2013/2014.Disponível:. Acesso em: 07 abr. 2015 LONGHITANO,G. A. 2010. VANTS PARA SENSORIAMENTO REMOTO: Aplicabilidade na avaliação e monitoramento de impactos ambientais causados por acidentes com cargas perigosas. 2010. Escola Politécnica da Universidade de São Paulo, Dissertação de Mestrado. ROBERTO, A. Extração de Informação Geográfica a partir de Fotografias Aéreas obtidas com VANTs para apoio a um SIG Municipal. 2012. Faculdade de Ciências, Universidade do Porto, Dissertação de Mestrado.
