agricultura de precisão geoprocessamento

7/24/2019 Agricultura de preciso Geoprocessamento

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Cadernos de AgroecologiaISSN 2236-7934Vol 9, No. 4, Nov 20141

16798 - Uso de Tecnologias para Dimensionar a Ambincia de Preciso naAgricultura

Use Technology to Scale in the Ambience Precision Agriculture

MARTINS, Valmor Nazario1*; MARCHETTI, Marlene Estevo2; REIS, Joo Gilberto Mendes3

1Universidade Federal da Grande Dourados PPG Agronegcio, Dourados, MS,[email protected]; 2Professora Titular da Universidade Federal da Grande Dourados,Dourados, MS, [email protected]; 3Professor Titular da Universidade Paulista (UNIP) noPrograma de Ps Graduao em Engenharia de Produo e Professor da Ps Graduao emAgronegcios da Universidade Federal da Grande Dourados (UFGD), [email protected].

Resumo: A ambincia de preciso na agricultura de fundamental importncia para manter asustentabilidade e a lucratividade da produo. O objetivo deste estudo mostrar algumas dasferramentas utilizadas na manipulao da ambincia da agricultura. O trabalho foi desenvolvido pormeio de pesquisa bibliogrfica. Os resultados mostram que a ambincia sustentvel na agriculturapermite o uso de tecnologias na previso da produtividade das culturas, fazendo o levantamento decampo, estimativa da rea cultivada, bem como atuar de forma sustentvel. As ferramentas dogeoprocessamento podem ser utilizadas em diferentes reas da agricultura, tais como: paradimensionar o uso de insumos na fertilizao e correo dos solos; na mecanizao para identificaros tipos de mquinas podendo ser usadas nas diferentes reas agricultveis; no mapeamento dadisponibilidade de gua no solo; identificao do clima e temperatura da regio; mapeamento depragas e ervas daninhas que podem atacar a cultura e no dimensionamento da produtividade entreoutras aplicaes decorrentes da diversidade agrcola. O uso de tecnologias de preciso aumenta a

produtividade e melhora o controle da rea cultivada mediante o conhecimento da variao dorendimento de produo de local para local. Ao dimensionar a ambincia, o gestor rural tem umanova viso da produo agrcola, promovendo maior eficincia na tomada de deciso e no manejo daproduoPalavras-chave: Ambiente, Qualidade, Produo.

Abstract: The ambience of precision agriculture is crucial nowadays to maintain the sustainability andprofitability of production. The aim of this study is to show some of the tools used in handling theambience of agriculture. The study was conducted by means of literature. The results show that theambience sustainable agriculture allows the use of technologies in forecasting crop yields, making thefield survey, the estimated acreage and act sustainably. The geoprocessing tool can be used indifferent areas of agriculture, such as: to scale the use of inputs in soil fertilization and correction;mechanization to identify the types of machines can be used in different agricultural areas, mapping

the availability of soil water, identification of climate and temperature of the region; mapping of pestsand weeds that may attack the crop, and the sizing of productivity and other applications from adiversity of agriculture. The use of precision technologies increases productivity and improves controlof the acreage on the knowledge of variation in production yield from place to place. Concluding thatthe scale rural ambience manager has a new view of agricultural production, promoting greaterefficiency in decision making and management of production.Keywords: Ambience, Quality, Prodution._____________________

GPS - Global Positioning System (Sistema de Posicionamento Global) um sistema de satlites e outrosdispositivos que tem como funo bsica prestar informaes precisas sobre o posicionamento individual noglobo terrestre.2 uma ferramenta que manipulam objetos (ou feies geogrficas) e seus atributos (ou registros que compem

um banco de dados) por meio de seu relacionamento espacial (topologia).


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Introduo

A agricultura entrou no sculo XXI reformulada e diferenciada sendo que o principaldiferencial da atualidade a sustentabilidade e a lucratividade. Nesse sentido, oplanejamento produtivo tem primado pela preciso de clculos para que a produoseja eficiente e competitiva no mercado cada vez mais exigente.

Nesse sentido, os produtores tm investido nas tecnologias para conseguir umaambincia de produo com qualidade e sem riscos, vindo satisfazer osconsumidores e trazer lucratividade. Esse tipo de produo passou a ser chamadade Agricultura de Preciso que um sistema de gerenciamento que usa tecnologiascomo GPS Agrcola1 e SIG2para ter uma real viso de toda a rea de produo,podendo assim planejar de forma precisa o manejo adequado em diferentes reas ,trazendo assim maior produtividade plantao.

A tecnologia usada na agricultura de preciso conhecida como geoprocessamento,pois engloba vrias ferramentas tecnolgicas e procedimentos de otimizao quepossibilitam o manejo diversificado para cada tipo de regio e rea agricultvel,possibilitando maiores resultados produtivos e econmicos.

Nesse contexto, objetivou-se com este trabalho apresentar algumas das ferramentasutilizadas na manipulao da ambincia da agricultura de preciso, evidenciandocomo deve ser a aplicao das mesmas.

Metodologia

O presente trabalho foi desenvolvido por meio de pesquisa bibliogrfica,identificando-se em trabalhos cientficos j publicados e comprovados a temticaque se est estudando, podendo, assim, de forma crtica, desenvolver uma viso doassunto sob o contemplamento de vrios autores (GIL, 2010).Esta pesquisa utilizou o mtodo exploratrio de carter bibliogrfico, com o propsitode esclarecer conceitos relevantes de Agricultura de Preciso.

Resultados e discusses

Am binc ia e Su stentab il idade na Agric ultu ra d e PrecisoAmbincia o espao arquitetonicamente organizado e animado, que constitui ummeio fsico e, ao mesmo tempo, meio esttico, especialmente preparado para oexerccio de atividades humanas sustentvel na agricultura. A ambincia sustentvelveio modernizando-se ao longo do tempo e os modelos de previso computacionaisso bastante usados para estimar a produtividade das culturas, associadas aolevantamentos de campo, estimativa da rea cultivada, bem como atuar de formasustentvel (FARIA et al., 2005).


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Segundo Dias et al., (2001) a utilizao da ferramenta geoprocessamento defundamental importncia na agricultura, pois ela pode dimensionar a fertilizao dossolos, mecanizao, potencial produtivo entre outras aplicaes decorrentes dadiversidade agrcola. Como tambm evitar danos ao meio ambiente.

Soares e Mantovani (2013) explicam que a ferramenta geoprocessamento permitedimensionar o ambiente para uma agricultura de preciso tanto na condioadequada de tratamento do solo, como na produtividade, no levantamento de custose na preservao do meio ambiente.

No que se refere fertilidade dos solos com a aplicao do geoprocessamento:

(...) possvel questionar-se sobre a quantidade de fertilizantes e/oucalcrio necessrio para a correo, manipulando modelos numricos deterreno (MNTsrepresentao digital de um modelo numrico da superfcieda terra, obtido a partir de um conjunto de coordenadas (x, y, z) de pontosdistribudos no terreno), conjuntamente com dados de perfis do solo,elaborar mapas de isovalores de pH, teores de nutrientes (N, P, K, ),gerando mapas que ao serem cruzados com mapas de ocupao da terra,apresentaro a distribuio espacial das regies que necessitam talcorreo, bem como da quantidade necessria. A preciso destesresultados depende da base de dados utilizada, bem como de suaconfiabilidade (MOTTA; WATZLAWICK, 2013, p.1).

Na mecanizao da agricultura o geoprocessamento pode ser aplicado no sentidode melhorar a utilizao do maquinrio agrcola, na realizao das tarefas,mostrando as caractersticas do terreno, tais como: tamanho da rea, declividade,tipo de relevo, caractersticas de solo e a precipitao (MOTTA; WATZLAWICK,2012, p.1). Nesse contexto, a agricultura de preciso usando o geoprocessamentotem disposio ferramentas como a cartografia, o GPS e o sensoriamento diretodo solo, como ser explicado a seguir.

O Sistema de Informao Geogrfica (SIG) de fundamental importncia noprocessamento e avaliao de dados georreferenciados na gesto ordenada daagricultura sustentvel (NAVA, 2013).Por meio da cartografia possvel que o agricultor tenha informaes grficas diretodo satlite com preciso da previso do tempo, para fazer o planejamento do plantioe colheita (SOUZA FILHO et al., 2008).

O satlite um dos recursos utilizados na agricultura como soluo para identificar,em grandes reas, a necessidade de correo do solo, podendo assim aplicar deforma adequada os insumos (fertilizantes, defensivos, gua, etc), podendo fazerformulao da quantidade adequada para cada rea, atendendo as necessidadesespecficas de cada parte do campo (Figura 1), pois o satlite mostra a rea correta

e como deve ser a aplicao de insumos na agricultura (NUNES, 2013).


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Figura 1. Esquema ilustrativo de um sistema de agricultura de preciso.Fonte: Estrada (2007)

A agricultura de preciso tem como fundamento o compromisso com o usosustentvel do solo, aplicando o manejo adequado para a manuteno deprodutividade com baixo custo.

A aplicao do sistema de posicionamento global na agricultura de acordo comChaffe (2013, p.1):

(...) um sistema de posicionamento por satlite americano, por vezesincorretamente designado de sistema de navegao, utilizado paradeterminao da posio de um receptor na superfcie da Terra ou emrbita. Existem atualmente dois sistemas efetivos de posicionamento porsatlite; o GPS americano e o Glonass russo; tambm existem mais doissistemas em implantao; o Galileo europeu e o Compass chins.

O sistema GPS pode ser usado por qualquer indivduo desde que tenha um receptorpara captar o sinal emitido por satlite (Figura 2). As informaes geradas pelo GPS

so controladas pelo Departamento de Defesa dos Estados Unidos da Amrica epode ser utilizado por qualquer pessoa de forma gratuita.

Figura 2.GPS na agriculturaFonte: Pereira (2013)


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A aplicao do GPS na agricultura passou a fazer parte da agricultura de preciso e,as mquinas que possuem o GPS armazenam em um chip dados referente produtividade, que depois so transferidos para um programa compatvel que traduzos dados em um mapa de produtividade do desenvolvimento da lavoura. Por essesistema tambm possvel otimizar a aplicao de insumos em geral (ELIAS ePIROLI, 2009).

O Sistema de Informao Geogrfica (SIG) um sistema de informaocomputadorizado que possibilita a captao, modelao, manipulao, recuperao,consulta e apresentao de dados geogrficos. A aplicao deste sistema naagricultura possibilita o mapeamento da rea identificando a fertilidade do solo e osproblemas nutricionais existentes no mesmo, identificando e possibilitando o controlede doenas e pragas da agricultura, mapeando as reas mecanizveis, sendopossvel planejar a utilizao do maquinrio agrcola com maior preciso, alm depossibilitar o mapeamento da reserva ambiental na propriedade (PITZ;FIGUEIREDO, 2001).

O planejamento da agricultura pelo SIG vem visualizando uma ferramenta quepromove de forma prtica, rpida e com menor custo, bancos de dados edocumentos cartogrficos com as mais diversas informaes que servem como base

para a adequao do planejamento dos cultivos agrcolas (SILVA et al., 2008)

O sensoriamento remoto o sistema de imagens que obtm dados sobredeterminada regio ou objeto sem contato fsico com o mesmo, por meio de umainterao de radiao eletromagntica (REM) decorrentes da fonte solar refletidapelos alvos, pois cada alvo tem uma caracterstica espectral prpria, dessa forma possvel identific-los por meio dos elementos do sensoriamento remoto.O sensoriamento remoto por meio das imagens aferidas pelo satlite tem condiesde dimensionar reas agrcolas com informaes precisas sobre a estimativa derea plantada, vigor vegetativo das culturas, obtendo subsdios para o manejoagrcola em nvel de pas, estado, municpio e ainda em nvel de micro bacia

hidrogrfica ou fazenda (MOREIRA; RUDORFF, 2013, p.5).

As imagens so captadas pelos dispositivos ou sensores acoplados ao satlite queoperam em diferentes faixas do espectro eletromagntico, coletando dados de ummesmo ponto da superfcie terrestre de tempo em tempo, obtendo-se dados de umarea agrcola vrias vezes, durante seu ciclo de crescimento e desenvolvimento(Figura 3), criando um banco de dados com informaes multitemporais (MOREIRA;RUDORFF, 2013).


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Figura 3. Sensoriamento remoto na definio das reas agrcolasFonte: Agrofficio (2013)

Segundo Reis (2010, p.16) para que se possa captar informaes de dados desensoriamento remoto por meio de imagens de Satlite, deve-se utilizar o mtodo declassificao visual, definindo algumas caractersticas do alvo, para construir umachave-de-interpretao. Sendo que essa interpretao visual baseia-se em setecaractersticas que so: Tonalidade/Cor; Textura; Padro; Localizao, Forma,Sombra e Tamanho, conforme pode ser visto no quadro 1 a seguir:

Quadro 1:Caractersticas das imagens avaliadas no processo de anlise visual

Caracterstica

da imagem

Definio

Tonalidade/Cor Representa o registro da radiao que foi refletida ou emitidapelos objetos da superfcie. Tonalidades claras esto

associadas s reas de elevada radincia, emitncia ouretroespalhamento, em imagens de sensores pticos e termaise ativos de microondas, respectivamente.Tonalidades escuras indicam reas de baixa radincia ouemitncia em imagens pticas e termais e reas de sombra oude reflexo especular em sensores ativos de microondas. Ascores mais claras e mais escuras e suas combinaes soderivadas da combinao de tonalidade das bandas individuais.

Textura A textura de imagem representa a frequncia de mudanastonais por unidade de rea dentro de uma dada regio. Atextura da imagem depende da resoluo espacial do sistema,

do processo de imageamento e da escala da imagem utilizada.


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Padro O padro define o arranjo espacial dos objetos na cena. Osignificado do padro tambm depende do tipo de imagensanalisadas, de sua escala e sua resoluo espacial.

Localizao A localizao representa a posio relativa do objeto ou feiodentro da cena. Muitas vezes, em imagens TM-Landsat, no sepode identificar diretamente o rio, mas pela localizao da matagaleria e levando em conta o conhecimento de que estaacompanha o curso do rio, este pode ser mapeadoindiretamente.

Forma Representa a configurao espacial do objeto. Esta forma pode

ser observada em duas dimenses em imagens que nopossuem o atributo de estereoscpica, ou em trs dimensesem imagens estereoscpicas.

Sombra A sombra dos objetos pode ser utilizada como fonte deinformao sobre limites de unidades geolgicas, dimensesrelativas de escaras, rvores. O significado das sombrastambm afetado pelo tipo de sensor utilizado, pela resoluoespacial do sensor e pela escala da imagem.

Tamanho O tamanho dos objetos funo da resoluo do sistema e daescala das imagens. O tamanho do objeto pode ajudar em suaidentificao.

Am biente em q ue o Geop rocessamento Uti l izado n a Agric ul tura

As ferramentas do geoprocessamento podem ser usadas em diferentes reas daagricultura, tais como: para dimensionar o uso de insumos na fertilizao e correodos solos; na mecanizao para identificar os tipos de mquinas podem ser usadasnas diferentes reas agricultveis; no mapeamento da disponibilidade de gua nosolo; identificao do clima e temperatura da regio; mapeamento de pragas e ervasdaninhas que podem atacar a cultura; e no dimensionamento da produtividade, entre

outras aplicaes decorrentes da diversidade agrcola.

Entre as diversas formas de usar as ferramentas tecnolgicas pode se destacar asseguintes:

(...) mapeamento de solos e de culturas, para obter mapas de rendimento,aplicao de insumos em taxas variveis, orientao na aplicao area eterrestre de insumos e uso em sistemas de suporte a tomadas de decisesde manejo. As tcnicas de AP tm sido empregadas tambm para mapear emonitorar reas de infestao de plantas daninhas, pragas e doenas, oque facilita a adoo de prticas de controle adequadas. Em alguns estudosbaseados na reflexo diferencial da radiao incidente sobre a vegetao,sensores distinguem o que solo e o que planta daninha, fazendo a

aplicao de tratamentos em reas onde especificamente estas selocalizam. Isso possibilita reduo da quantidade de herbicida aplicado,


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diminuio do custo de produo e aumento do rendimento de gros(PIRES et al., 2004).

Por meio do geoprocessamento possvel mapear e precisar os benefcios quecada rea agricultvel possui, por meio da localizao antecipada dos provveisproblemas, podendo assim minimizar com planejamento preciso de soluo,promovendo menor custo e maior rentabilidade da produo. As ferramentas dogeoprocessamento podem ser usadas em conjunto ou separadamente, dependendoda disponibilidade financeira e do projeto de utilizao do produtor.

Aum ento da Produt iv idade e Lucrativ idade com us o das Tecnologias

De acordo com Pires et al. (2004) o uso de tecnologias de preciso aumentam aprodutividade e melhoram o controle da rea cultivada mediante o conhecimento davariao do rendimento de produo de local para local, como tambm possibilita:

(...) uso racional de insumos, para maior retorno; menor impacto ambiental emelhoria da qualidade do solo ao longo do tempo; priorizao dosinvestimentos em insumos nas reas em que o potencial de rendimento deproduo e maior, garantindo maior possibilidade de retorno econmicocom menor investimento (salienta-se que o retorno econmico obtidodependera da variabilidade da rea trabalhada e da importncia econmicada cultura); maior fluxo de informaes para direcionar a tomada dedecises de manejo; e valorizao da propriedade rural (PIRES et al.,2004).

Percebe-se que os benefcios esperados com a agricultura de preciso variam deacordo com a utilizao da ferramenta tecnolgica adequada nos diferentes manejospossveis dentro da propriedade.

Avaliando a produtividade pode-se verificar que o uso de tecnologias na agriculturaviabiliza economicamente a produo, pois permite que se tenha o mapeamento dos

problemas de forma localizada. Com isso no se perde tempo nem dinheirosolucionando o problema direto no local definido, garantindo assim a possibilidadede maior retorno econmico com menor investimento, aumentando dessa forma alucratividade do produtor (PIRES et al., 2004).

A relao custo/benefcio do uso de tecnologias na agricultura de preciso torna-seclara, pois os investimentos sempre so compatveis com a produo que trarlucratividade.


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Concluses

Ao finalizar este trabalho pode-se inferir que as tecnologias de ambincia vem trazeruma nova viso para a produo agrcola, promovendo ao gestor da propriedaderural maior eficincia na tomada de deciso e no manejo da produo. Pois temmaior conhecimento sobre a capacidade produtiva da rea, podendo investir comreduo de custos e minimizao do impacto ambiental, obtendo sempre maiorlucratividade.

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