UFV - Dissertações

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Estabilidade espaço-temporal de atributos físicos e químicos do solo em área cultivada com café para definição de classes de manejo
(Universidade Federal de Viçosa, 2015-07-23) Sousa, Emanoel Di Sarso dos santos; Queiroz, Daniel Marçal de
O uso da agricultura de precisão na cafeicultura pode proporcionar a identificação do potencial produtivo e qualitativo de uma área, investigando possíveis fatores que influenciam na qualidade e produtividade. No entanto, para adotar da agricultura de precisão é necessário conhecimento sobre a variabilidade espacial e temporal dos atributos do solo, e para isso é preciso uma amostragem densa e periódica, o que é oneroso. Como alternativa para baratear os custos com a amostragem de solo, por se relacionar com os atributos do solo, a condutividade elétrica aparente do solo tem sido utilizada para o mapeamento de áreas onde se deseja aplicar técnicas de agricultura de precisão. Assim, este estudo teve como objetivo analisar a estabilidade espacial e temporal da condutividade elétrica aparente do solo bem como sua relação com os atributos físicos e químicos do solo. O experimento foi realizado na Fazenda Braúna, no município de Araponga-MG, onde predomina o Latossolo Vermelho Amarelo. Foram utilizados dados dos atributos do solo coletados no ano de 2009 e 2015. Os mapas dos atributos do solo foram obtidos por meio da interpolação por krigagem. Observou-se que o padrão espacial de todos os atributos do solo foi influenciado pelo número de pontos amostrados. Com os mapas interpolados dos atributos do solo foi estabelecida a correlação entre a condutividade elétrica aparente e os atributos físicos e químicos do solo pelo Índice de Moran Bivariado. Os maiores valores desta correlação ocorreram no ano em que o solo estava mais úmido. As variações na magnitude das correlações obtidas no período estudado foram causadas pela diferença da umidade do solo, número de pontos amostrados e pela aplicação de fertilizantes em excesso. Entre 2009 e 2015, as classes de manejo definidas com base na condutividade elétrica aparente medida de 0 a 0,4 m de profundidade e altitude, com duas e três classes, foram as mais estáveis. As maiores concordâncias entre as classes de manejo geradas e os mapas dos atributos do solo ocorreram quando as classes de manejo foram definidas com base nos dados de condutividade elétrica aparente mensurada de 0 a 0,4 m de profundidade e altitude.
Monitoramento da maturação do café arábica utilizando câmera digital modificada a bordo de veículo aéreo não tripulado
(Universidade Federal de Viçosa, 2019-02-27) Almeida, Samira Luns Hatum de; Queiroz, Daniel Marçal de
O café é uma cultura de expressiva importância econômica e social para o Brasil. O país é o principal produtor e exportador mundial desse produto. A qualidade da bebida do café é influenciada por aspectos como as condições climáticas do local, as técnicas manejo empregadas, a maturação dos frutos no momento da colheita, o manejo pós-colheita, dentre outros. Para agregar valor ao produto, os agricultores vêm buscando utilizar formas de se produzir que propiciem a obtenção de um produto de melhor qualidade. Uma das formas de se conseguir isso é realizar a colheita com a menor quantidade possível de frutos verdes na planta. Uma das alternativas para identificação do momento ideal de se realizar a colheita é a partir do uso de técnicas de sensoriamento remoto. Com a utilização dessas técnicas é possível monitorar as culturas e estudar o comportamento da vegetação, por meio de índices de vegetação como o índice de vegetação da diferença normalizada (NDVI). Diante do exposto, este trabalho teve por objetivo geral desenvolver um sistema de sensoriamento remoto, utilizando câmera modificada acoplada a VANT, para prever o grau de maturação dos frutos como indicativo do momento ideal da colheita com base em dados de índice de vegetação da diferença normalizada (NDVI). Para isso, a primeira parte do trabalho teve como objetivo desenvolver um sistema de calibração para câmera modificada acoplada ao VANT para bandas do vermelho e do infravermelho próximo. Neste sistema foram definidas condições de voo (horário e utilização de filtro de densidade neutra, ND) e grupo de alvos que devem ser utilizados para calibração de dados de reflectância. A metodologia aplicada consistiu na realização de voos semanais em lavoura de café arábica nos horários de oito horas e meio dia, sendo dois voos em cada horário, um com filtro ND e outro com polarizador. Placas compostas de oito alvos em cores diferentes tiveram sua reflectância medida previamente com a utilização do espectroradiômetro e foram inseridas na área imageada no momento do voo, permitindo gerar modelos de calibração para as bandas do vermelho e do infravermelho a partir destes oito alvos e de cinco dos alvos que possuíam tons de cinza. Na segunda parte do trabalho objetivou-se identificar o grau de maturação dos frutos como indicativo do momento ideal para colheita do café arábica com derriça total com base em dados de NDVI obtidos a partir de câmera modificada acoplada ao VANT, NDVI obtidos a partir do GreenSeeker e de imagens coletadas pelo Satélite Sentinel-2. A cada aquisição de imagens, amostras de café foram coletadas nas áreas imageadas para determinação do estágio de maturação dos frutos. Foram determinados os coeficientes de correlação entre a porcentagem de frutos verdes e o NDVI calculado a partir de imagem adquirida pela câmera Zenmuse X3 modificada acoplada ao VANT, com o NDVI medido com o sensor GreenSeeker e o NDVI obtido a partir de imagens do satélite Sentinel-2. Os voos realizados às oito horas da manhã com a presença de filtro ND, e um grupo de cinco alvos em tons de cinza foram os que apresentaram modelos com melhor ajuste para calibração das bandas do vermelho e do infravermelho próximo. Apesar de erros quadráticos médios inferiores a 6% para os modelos de calibração em 81,82% dos dias, os valores de reflectância encontrados após calibração radiométrica não apresentaram concordâncias com os observados na literatura. O NDVI calculado com as bandas do vermelho e do infravermelho próximo das imagens obtidas a partir da câmera modificada acoplada ao VANT não apresentou correlação com a porcentagem de frutos verdes do cafeeiro. Já o NDVI obtido a partir do GreenSeeker e do Sentinel-2 apresentou correlação em somente um dos dias analizados. Dessa forma, conclui-se que o índice NDVI obtidos a partir dos três sensores utilizados neste estudo não são indicados para avaliar o grau de maturação dos frutos do cafeeiro arábica.
Sensoriamento remoto termal usando veículo aéreo não-tripulado na cafeicultura de montanha
(Universidade Federal de Viçosa, 2018-08-23) Portes, Marcelo Fagundes; Queiroz, Daniel Marçal de
A determinação da variabilidade espacial das características das lavouras do café é uma importante etapa no manejo de sistemas de agricultura de precisão. Informações como modelo digital de elevação (MDE), mapas de umidade do solo e de temperatura de cobertura tem potencial para definir zonas de manejo, que é uma das formas de manejo adotadas em agricultura de precisão. A utilização de sensoriamento remoto de baixa altitude com veículos aéreos não tripulados (VANTs) e câmeras térmicas embarcadas tornam a coleta das informações da variabilidade em campo mais fáceis de serem realizadas e apresentam boa resolução espacial. Dessa forma, este trabalho teve por objetivo desenvolver um sistema com base em VANT para determinar a variabilidade espacial da temperatura de cobertura, gerar o MDE do terreno e delimitar zonas de manejo. Para isso foi desenvolvido um sistema de aquisição automática das imagens de uma área cultivada com café nas bandas do visível e do termal utilizando um VANT. As imagens adquiridas pela câmera termal foram processadas, georreferenciadas e os valores de temperatura de cobertura comparados com os valores das temperaturas de cobertura e umidade de solo coletas com sensores proximais em campo. O MDE obtido pelo VANT foi comparado com o obtido por levantamento altimétrico com Sistema Global de Navegação por Satélite (GNSS). Para isso, foi analisada correlação entre valores de altitudes obtidas em pontos comuns nos dois MDEs gerados. As zonas de manejo foram geradas por analise de agrupamento dos dados de temperatura de cobertura da lavoura, MDE e umidade do solo. Comparado a temperatura de copa coletada com termômetro infravermelho proximal e com as imagens termais obtidas pelo VANT, em horários distintos, verificou-se que o melhor horário para obtenção do mapa de cobertura foi às 14:20 hs. A temperatura de cobertura não apresentou correlação significativa com a umidade do solo. O MDE obtido pelo VANT apresentou boa concordância com o MDE obtido por levantamento altimétrico. As zonas de manejo foram delimitadas, sendo quatro o número ideal de classes para a área estudada.