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https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/44891
ORCID: | ![]() |
Document type: | Trabalho de Conclusão de Curso |
Access type: | Acesso Aberto |
Title: | Modelos multiespectrais para a estimativa de produtividade da cultura da soja (Glycine max L). |
Alternate title (s): | Multispectral models for estimating soybean crop productivity (Glycine max L). |
Author: | Santos, Maria Cecília Lemes |
First Advisor: | Martins, George Deroco |
First member of the Committee: | Silva, Filipe Vieira da |
Second member of the Committee: | Carvalho, Lucas Henrique Vicentini Viana de |
Summary: | De acordo com a Companhia Nacional de Abastecimento (CONAB), atualmente o maior produtor de soja do mundo é o Brasil com uma produção de 151,4 milhões de toneladas. Para produções nessas proporções se faz necessário o uso do Sensoriamento Remoto para uma melhora no manejo através da localização de pragas, análise de deficiências do solo, como também para estimativa da produtividade. A estimativa da produtividade é uma ferramenta importante para o setor agroindustrial, pois auxilia em um manejo mais eficiente da cultura, na comercialização, no aumento da produtividade, além de otimizar a condução e simplificar o escoamento e armazenamento dos grãos. O atual processo para estimativa de produtividade demanda de muito tempo, equipes de campo e conhecimentos específicos. Essa técnica é executada em etapas no campo, começando com a contagem de 10 plantas, das vagens, dos grãos por vagem e por fim, é usada uma equação para estimativa de toda área. Esse trabalho avaliou e validou um novo método para estimativa de produtividade da soja, utilizando imagens multiespectrais, visto que, as imagens tornam possível o mapeamento em grande escala devido à dimensão de área que elas compreendem, possibilitando a estimativa de forma mais rápida, precisa e com menores custos. Além disso, foi verificado que o R4 (vagem completamente desenvolvida) é o melhor estádio fenológico para aquisição e predição da produtividade e também foi avaliado que uma série temporal não é capaz de melhorar o modelo de estimativa. Usando imagens multiespectrais do satélite Planet e pontos de produtividade georreferenciados, obtidos de forma pontual na área de estudo, localizada em Primavera do Leste, Mato Grosso, foi estimada a produtividade da soja e gerado um mapa de produtividade. Foram utilizadas as reflectâncias, os valores de produtividade, as 4 bandas da imagem (Red, Green, Blue e Near InfraRed) e um conjunto de 15 índices de vegetação para geração do modelo de estimativa, sendo eles: OSAVI, GOSAVI, ATSAVI, NDWI, NDVI, GNDVI, MTVI2, VARI, ARVI, RECI, GLI, GCI, SIPI, CVI, TGI. Os modelos foram desenvolvidos através dos algoritmos de aprendizado de máquina disponíveis no WEKA, onde o Random Forest apresentou um desempenho superior nas modelagens com um Root Mean Squared Error (RMSE) de 0,2186 e um coeficiente de correlação (R) de 0,8968. A metodologia proposta, baseada em imagens multiespectrais e algoritmos de aprendizado de máquina, oferece alta acurácia e eficiência, contribuindo para o planejamento e gestão otimizados da produção agrícola. |
Abstract: | According to the National Supply Company (CONAB), Brazil is currently the largest soybean producer in the world, with a production of 151.4 million tons. To produce such large quantities, it is necessary to use Remote Sensing to improve management by locating pests, analyzing soil deficiencies, and also to estimate productivity. Estimating productivity is an important tool for the agroindustrial sector, as it helps in more efficient crop management, marketing, increasing productivity, in addition to optimizing the conduction and simplifying the flow and storage of grains. The current process for estimating productivity requires a lot of time, field teams, and specific knowledge. This technique is performed in stages in the field, starting with counting 10 plants, the pods, the grains per pod, and finally, an equation is used to estimate the entire area. This study evaluated and validated a new method for estimating soybean productivity using multispectral images, since the images allow for large-scale mapping due to the area dimension they encompass, enabling faster, more accurate and lower cost estimation. In addition, it was found that R4 (fully developed pod) is the best phenological stage for acquiring and predicting productivity and it was also assessed that a time series is not capable of improving the estimation model. Using multispectral images from the Planet satellite and georeferenced productivity points, obtained punctually in the study area, located in Primavera do Leste, Mato Grosso, soybean productivity was estimated and generated a productivity map. The reflectances, productivity values, the 4 image bands (Red, Green, Blue and Near InfraRed) and a set of 15 vegetation indices were used to generate the estimation model, namely: OSAVI, GOSAVI, ATSAVI, NDWI, NDVI, GNDVI, MTVI2, VARI, ARVI, RECI, GLI, GCI, SIPI, CVI, TGI. The models were developed through the machine learning algorithms available in WEKA, where Random Forest presented a superior performance in the models with a Root Mean Squared Error (RMSE) of 0.2186 and a correlation coefficient (R) of 0.8968. The proposed methodology, based on multispectral images and machine learning algorithms, offers high accuracy and efficiency, contributing to the optimized planning and management of agricultural production. |
Keywords: | agricultura de precisão precision agriculture soja soybean cultura temporária temporary crops modelos espectrais de predição da produtividade spectral productivity prediction models |
Area (s) of CNPq: | CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::GEOCIENCIAS::GEOFISICA::SENSORIAMENTO REMOTO |
Language: | por |
Country: | Brasil |
Publisher: | Universidade Federal de Uberlândia |
Quote: | SANTOS, Maria Cecília Lemes. Modelos multiespectrais para a estimativa de produtividade da cultura da soja (Glycine max L). 2025, 50 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Engenharia de Agrimensura e Cartográfica) - Universidade Federal de Uberlândia, Monte Carmelo, 2025. |
URI: | https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/44891 |
Date of defense: | 14-Feb-2025 |
Appears in Collections: | TCC - Engenharia de Agrimensura e Cartográfica (Monte Carmelo) |
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