Análise de imagens de área foliar em pastagens e geração de base de dados geográficos a partir de plataforma mobile

Autores

¹Hott, G.M.C.; ²Andrade, R.G.; ³Hott, M.C.; ⁴Magalhães Junior, W.C.P.

¹UNIFEI - CAMPUS ITABIRA Email: eng_guilhermemendes@hotmail.com
²EMBRAPA Email: ricardo.andrade@embrapa.br
³EMBRAPA Email: marcos.hott@embrapa.br
⁴EMBRAPA Email: walter.magalhaes@embrapa.br

Resumo

A precisão nos levantamentos acerca de aspectos biofísicos da vegetação no ambiente agrícola, através de sensoriamento remoto, normalmente está associada à aquisição de dados em escalas espaciais e temporais processadas a partir de plataformas orbitais. Entretanto, com o advento de tecnologias móveis para tratamento de dados geográficos ao nível do terreno tornou-se possível a aquisição de imagens, localização e processamento, concomitantemente às análises necessárias. A obtenção de informações sobre a cobertura foliar em lavouras e consequente avaliação e estudos de biomassa e eficiência dos sistemas produtivos denotam a necessidade da formação de um banco de dados em tempo real, possibilitando o monitoramento dos sucessivos estágios de desenvolvimento das plantas. A estrutura geral da lâmina foliar, dimensões, danos e nível de crescimento podem ser mensurados com a tomada de imagens, aplicação de classificação supervisionada e estimativa de área total ou fotossinteticamente ativa. As bandas espectrais disponíveis através das câmeras de telefones celulares ou smartphones apresentam informações do visível, as quais podem apontar a área verde, principalmente, e áreas de danos, vegetação seca, solos, sombra, e artefatos, selecionados por amostras em uma classificação por limiar de forma aditiva. A função de localização disponibilizada pelo GPS / GNSS do equipamento mobile permite a geração de informação geográfica para posterior produção de inteligência territorial, visando a tomada de decisão em sistemas produtivos agropecuários. O objetivo deste trabalho foi projetar um software mobile para coleta de dados geográficos de imagens ortogonais da área ou cobertura foliar de vegetação herbácea associada à pecuária de leite, notadamente, pastagens em razão da grande demanda por indicadores produtivos. As imagens óticas da vegetação de pastagens do município de Juiz de Fora obtidas pela câmera fotográfica do smartphone no mês de Julho de 2017, e, assim, portanto na estação do inverno, período em que a folhagem apresenta realce em aspectos de degradação e menor vigor e intensidade da coloração verde. Foi desenvolvido software denominado Leaf Metrics, ainda sob registro e não distribuído, para ambiente Android de plataforma livre por meio de rotinas implementadas com intuito de fornecer usabilidade, interatividade e controle sobre as tarefas a serem executadas, de forma amigável. A arquitetura implantada visou facilitar o acesso ao ferramental disponibilizado no aplicativo, e, assim, estimular o levantamento adequado dos dados pertinentes e criação de base de dados. O acesso às ferramentas disponíveis no aplicativo, assim como a performance do processamento e utilização da interface ótica se mostraram adequadas ao uso em campo, sem ampliação fotográfica, e à altura de 1,30 m do solo, aproximadamente. A seleção de amostras nas imagens coletadas demonstrou bom nível estatístico de correlação e acurácia no decorrer da classificação sob supervisão do usuário e mecanismo de adição das imagens classificadas aos resultados prévios, viabilizados através do algoritmo. Os resultados iconográficos foram analisados com Sistema de Informações Geográficas (SIG), cujas fotografias georreferenciadas durante o levantamento, em sistema de coordenadas geográficas, Datum SIRGAS 2000, foram submetidas a avaliação de precisão na classificação foliar de campo. A vegetação de pastagens verdes imageadas apresentaram em média 55% de cobertura para a estação, com acurácia de classificação de 90% e 94% para os índices Kappa e exatidão global, respectivamente. Este estudo demonstrou que existe a possibilidade de aquisição de dados em campo, e em tempo real, acerca das pastagens verdes e de sua condição vegetativa quanto à cobertura do solo usando o espectro visível de câmeras de dispositivos mobile. Foi demonstrada a viabilidade de análise continuada a partir deste software para levantamentos em outras épocas do ano e com a implementação de outras métricas adequadas à análise de folhagens. As informações qualitativas e quantitativas das forrageiras de interesse para os sistemas leiteiros adotados no Brasil são escassas e a formação de um banco de informações geográficas a respeito da condição da vegetação poderá auxiliar no manejo eficiente de forragens quanto ao consumo animal, formação de capineiras, divisão de pastagens e definição das melhores variedades para cultivo.

Keywords

Área foliar de pastagens; Aplicativo mobile; Sensoriamento Remoto

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