Fechar

@MastersThesis{Lucena:2022:DeDePl,
               author = "Lucena, Felipe Rafael de S{\'a} Menezes",
                title = "Uso de imagens centim{\'e}tricas e algoritmos de aprendizado de 
                         m{\'a}quina no suporte ao manejo de pomares de laranja: 
                         detec{\c{c}}{\~a}o e delineamento de plantas, 
                         identifica{\c{c}}{\~a}o de linhas, falhas de plantio e de 
                         plantas com greening",
               school = "Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE)",
                 year = "2022",
              address = "S{\~a}o Jos{\'e} dos Campos",
                month = "2022-08-10",
             keywords = "citricultura, agricultura de precis{\~a}o, detec{\c{c}}{\~a}o 
                         de copas, identifica{\c{c}}{\~a}o de linhas de plantio, 
                         identifica{\c{c}}{\~a}o de falhas de plantio, citriculture, 
                         precision agriculture, canopy detection, identification of 
                         planting rows, identification of planting gaps.",
             abstract = "O cultivo de laranjas {\'e} uma das principais atividades da 
                         citricultura mundial e, nacionalmente, corresponde {\`a} maior 
                         produ{\c{c}}{\~a}o de frutos do pa{\'{\i}}s. Contudo, apesar 
                         da pot{\^e}ncia produtiva do pa{\'{\i}}s, o desenvolvimento de 
                         t{\'e}cnicas adequadas de manejo ainda {\'e} demandado, pois 
                         estas s{\~a}o importantes aliadas para a gest{\~a}o e 
                         condu{\c{c}}{\~a}o dos desafios da agricultura em termos de 
                         produtividade, seguran{\c{c}}a alimentar, impacto ambiental e 
                         sustentabilidade. Neste sentido, este trabalho explorou o uso de 
                         imagens captadas por Ve{\'{\i}}culo A{\'e}reo N{\~a}o 
                         Tripulado para extra{\c{c}}{\~a}o de dados e 
                         informa{\c{c}}{\~o}es a respeito da cultura visando o 
                         desenvolvimento de ferramentas de aux{\'{\i}}lio ao manejo 
                         agr{\'{\i}}cola. Os objetivos principais do estudo foram 
                         divididos em tr{\^e}s principais frentes de atua{\c{c}}{\~a}o: 
                         detec{\c{c}}{\~a}o e delineamento de copas de {\'a}rvores; 
                         identifica{\c{c}}{\~a}o de linhas e falhas de plantio; e 
                         diagn{\'o}stico da situa{\c{c}}{\~a}o fitossanit{\'a}ria da 
                         cultura em rela{\c{c}}{\~a}o {\`a} contamina{\c{c}}{\~a}o 
                         pela doen{\c{c}}a do greening. Na an{\'a}lise de 
                         detec{\c{c}}{\~a}o e delineamento, foi utilizado o modelo de 
                         deep learning baseado em rede neural convolucional (Mask R-CNN) 
                         para compara{\c{c}}{\~a}o do desempenho da atividade entre 
                         imagens RGB com e sem a adi{\c{c}}{\~a}o de uma quarta banda com 
                         o dado de altitude das copas. Al{\'e}m disso, nesta primeira 
                         etapa da pesquisa, foram discutidos e sugeridos m{\'e}todos para 
                         operacionaliza{\c{c}}{\~a}o da atividade. Na segunda etapa, foi 
                         discutida proposi{\c{c}}{\~a}o de um modelo baseado em 
                         an{\'a}lise espacial de padr{\~o}es lineares para 
                         identifica{\c{c}}{\~a}o n{\~a}o supervisionada de linhas e 
                         falhas de plantio a partir de dados de posi{\c{c}}{\~a}o das 
                         copas. Por fim, os dados levantados nas duas primeiras etapas 
                         foram utilizados para avalia{\c{c}}{\~a}o da capacidade de 
                         diagn{\'o}stico preciso da doen{\c{c}}a do greening em uma 
                         {\'a}rea cuja inspe{\c{c}}{\~a}o visual foi realizada. A 
                         metodologia de diagn{\'o}stico proposta fez uso de atributos 
                         espectrais extra{\'{\i}}dos dos segmentos das copas aplicados ao 
                         classificador Random Forest. Os resultados encontrados na primeira 
                         etapa sugerem que o uso do dado de altitude das copas aumenta a 
                         capacidade de detec{\c{c}}{\~a}o do modelo, mas o delineamento 
                         pode ser impactado pela qualidade do dado de entrada. Na segunda 
                         etapa, a metodologia proposta se mostrou vi{\'a}vel para 
                         identifica{\c{c}}{\~a}o automatizada de linhas e falhas de 
                         plantio em talh{\~o}es com at{\'e} 20% de falhas. Al{\'e}m 
                         disso, a presen{\c{c}}a de plantas fora do alinhamento 
                         padr{\~a}o do talh{\~a}o n{\~a}o foi suficiente para 
                         inviabilizar os resultados encontrados. Por {\'u}ltimo, na 
                         terceira etapa, os resultados obtidos indicam o potencial do 
                         m{\'e}todo em identificar a ocorr{\^e}ncia da doen{\c{c}}a a 
                         partir da segmenta{\c{c}}{\~a}o realizada e dos atributos 
                         espectrais adotados, mas sugerem novas abordagens no sentido de 
                         identificar uma solu{\c{c}}{\~a}o operacional para o problema. 
                         Por fim, os processos adotados nesta pesquisa contribuem para o 
                         desenvolvimento de m{\'e}todos pr{\'a}ticos de aux{\'{\i}}lio 
                         {\`a} tomada de decis{\~o}es dos produtores e prestadores de 
                         servi{\c{c}}os. ABSTRACT: The orange cultivation is one of the 
                         main activities of citriculture worldwide and corresponds to the 
                         largest production of fruit nationally. However, despite the 
                         potential production, the development of management techniques is 
                         still required, because they are important tools for conduction of 
                         agriculture challenges in terms of productivity, food safety, 
                         environmental impact and sustainability. In this context, this 
                         work explored the use of images captured by Unmanned Aerial 
                         Vehicle (UAV) to extract useful data about the crop, aiming the 
                         development of tools to help agricultural management. The main 
                         objectives of study were organized in three main areas: detection 
                         and delineation of tree crowns; identification of planting rows 
                         and planting gaps; and diagnosis of the crop health status in 
                         terms of greening disease. In the detection and delineation 
                         analysis, deep learning model based on convolutional neural 
                         network (Mask R- CNN) was used to compare the performance between 
                         RGB images with and without addition of a channel with the canopy 
                         altitude data. Furthermore, in this first stage of our research, 
                         methods for operationalizing the activity were discussed. In the 
                         second stage, we proposed and discused a model based on spatial 
                         analysis of linear patterns for unsupervised identification of 
                         planting lines and planting gaps from crown position. Finally, the 
                         data collected in the first two stages were used to evaluate the 
                         ability to accurately diagnose the greening disease. The proposed 
                         diagnostic methodology used spectral attributes extracted from 
                         canopy areas and applied to the Random Forest classifier. The 
                         results found in the first stage suggest that the use of canopy 
                         altitude data increases the detection capability, but the 
                         delineation may be impacted by the quality of the input data. In 
                         the second stage, the proposed methodology proved feasible for 
                         automated identification of planting rows and planting gaps in 
                         plots with up to 20% gap rate. Furthermore, the presence of plants 
                         outside the alignment of the field was not enough to invalidate 
                         the results. Finally, in the third stage, the results indicated 
                         the potential of the method to identify the occurrence of the 
                         disease based on the segmentation performed and the spectral 
                         attributes chosen, but suggest new approaches in order to identify 
                         an operational solution to the problem. Finally, the processes 
                         adopted in this research contribute to the development of 
                         practical methods to assist the decision making process of the 
                         farmers and service providers.",
            committee = "K{\"o}rting, Thales Sehn (presidente) and Kux, Hermann Johann 
                         Heinrich (orientador) and Breunig, F{\'a}bio Marcelo (orientador) 
                         and Sanches, Ieda Del'Arco and Bassanezi, Renato Beozzo",
         englishtitle = "Use of centimeter images and machine learning algorithms to 
                         support orange orchard management: detection and delineation of 
                         trees, identification of planting rows, planting gaps and trees 
                         with greening",
             language = "pt",
                pages = "107",
                  ibi = "8JMKD3MGP3W34T/47LEFTP",
                  url = "http://urlib.net/ibi/8JMKD3MGP3W34T/47LEFTP",
           targetfile = "publicacao.pdf",
        urlaccessdate = "07 maio 2024"
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