Comparação de classificadores de imagens digitais na determinação da cobertura do solo

Com o objetivo de comparar dois classificadores de imagens para a estimativa da cobertura vegetal do solo, foram avaliadas as coberturas proporcionadas pela semeadura de leguminosas e de gramíneas, sob diferentes espaçamentos, preparo do solo e condições de céu com e sem nuvens. O experimento foi conduzido em quatro parcelas experimentais de perda de solo, com 22 m x 3,5 m, instaladas em um Argissolo Vermelho-Amarelo. Os tratamentos consistiram: a) mucuna-cinza (Mucuna pruriens) em nível; b) crotalária (Crotalaria juncea) em sulcos dispostos em nível; c) milho (Zea mays L.) em sulcos dispostos em nível, e d) milho semeado no sentido do declive. Foram tomadas fotografias das parcelas dos 15 aos 85 dias após a semeadura para posterior análise, utilizando o Sistema Integrado para Análise de Raízes e Cobertura do Solo (SIARCS) e um algoritmo baseado na emissividade das bandas do verde e do vermelho (SEROBIN). A maior cobertura do solo foi obtida na parcela cultivada com crotálaria (85,8%), a qual também foi alcançada em menor tempo (56 dias após semeadura). Por outro lado, as menores coberturas foram proporcionadas pelos tratamentos milho em nível e milho morro abaixo (38,6 e 35,2%, respectivamente). As exatidões globais foram de 0,96 e 0,92, para as classificações realizadas com os programas SIARCS e SEROBIN, respectivamente, não havendo, no entanto, diferença estatística entre os dois classificadores utilizados, de acordo com o teste Z aplicado, a 5% de probabilidade.

Reconhecimento de variedades de soja por meio do processamento de imagens digitais usando redes neurais artificiais

Neste trabalho, foi aplicado o processamento de imagens digitais auxiliado pelas Redes Neurais Artificiais (RNA) com a finalidade de identificar algumas variedades de soja por meio da forma e do tamanho das sementes. Foram analisadas as seguintes variedades: EMBRAPA 133, EMBRAPA 184, COODETEC 205, COODETEC 206, EMBRAPA 48, SYNGENTA 8350, FEPAGRO 10 e MONSOY 8000 RR, safra 2005/2006. O processamento das imagens foi constituído pelas seguintes etapas: 1) Aquisição da imagem: as amostras de cada variedade foram fotografadas por máquina fotográfica Coolpix995, Nikon, com resolução de 3.34 megapixels; 2) Pré-processamento: um filtro de anti-aliasing foi aplicado para obter tons acinzentados da imagem; 3) Segmentação: foi realizada a detecção das bordas das sementes (Método de Prewitt), dilatação dessas bordas e remoção de segmentos não-necessários para a análise. 4) Representação: cada semente foi representada na forma de matriz binária 130x130, e 5) Reconhecimento e interpretação: foi utilizada uma rede neural feedforward multicamadas, com três camadas ocultas. O treinamento da rede foi realizado pelo método backpropagation. A validação da RNA treinada mostrou que o processamento aplicado pode ser usado para a identificação das variedades consideradas.

Características espectrais da soja ao longo do ciclo vegetativo com imagens landsat 5/TM em área agrícola no oeste do Paraná

O objetivo deste trabalho foi estudar as mudanças no comportamento espectral da cultura da soja, por meio dos perfis espectrais temporais dos índices de vegetação NDVI e GVI, expressos em diferentes valores físicos: fator de reflectância bidirecional (FRB) aparente, de superfície e normalizado derivados de imagens Landsat 5/TM. Foi monitorada área de cultura de soja localizada próxima ao município de Cascavel - PR, utilizando cinco imagens da safra de 2004/2005, sendo realizados nessas imagens os procedimentos de transformação radiométrica, correção atmosférica e normalização, determinando valores físicos dos fatores de reflectância bidirecional aparente, de superfície e normalizado, respectivamente. Com o intuito de caracterizar a resposta espectral da biomassa da soja, geraram-se imagens referentes aos índices de vegetação NDVI e GVI. Como resultado, a cultura mostrou-se diferente para os tratamentos dos fatores de reflectância bidirecional aparente, de superfície e de normalização. Por meio dos perfis médios espectrais do NDVI e GVI, foi possível acompanhar todo o ciclo da cultura da soja, caracterizando o seu desenvolvimento. Observou-se, ainda, que os dados provenientes do fator de reflectância bidirecional normalizado descaracterizaram a curva espectral da cultura da soja, principalmente em meio à fase de crescimento vegetativo, na data de 9-12-2004.

Imagens de sensoriamento remoto no monitoramento da colheita da cana-de-açúcar

A prática agrícola da queima da palha da cana-de-açúcar tem por finalidade facilitar a colheita manual. No Estado de São Paulo, essa prática está submetida a uma rigorosa legislação ambiental devido ao impacto negativo para o meio ambiente. Está previsto que a queima da cana deve ser gradativamente eliminada até 2017. O presente trabalho tem por objetivo avaliar a área de cana colhida com e sem queima em todo o Estado de São Paulo. Para tal, foram utilizadas as imagens disponíveis do sensor TM a bordo do satélite Landsat-5. As imagens foram adquiridas de abril a dezembro de 2006, que corresponde ao período de colheita da cana. Essas imagens foram analisadas por meio de técnicas de processamento digital e interpretação visual. A área de cana colhida sem queima foi avaliada em 1.085.730 ha e corresponde a 34,7% do total da área mecanizável colhida. Isso atende à legislação ambiental que, para o ano de 2006, previa que 30% da área de cana fosse colhida sem queima. A sequência temporal de imagens adquiridas entre abril e dezembro permite identificar as áreas de cana colhidas sem queima e, portanto, distingui-las das áreas de cana colhidas com queima.

Análise de mapas de represas publicados na web usando imagens orbitais CCD/CBERS no estado de Minas Gerais

Neste trabalho, bancos de dados públicos e gratuitos disponíveis na World Wide Web (WEB) foram utilizados para avaliar as áreas das superfícies dos espelhos d'água das represas de Furnas e do Funil, no Estado de Minas Gerais. O objetivo foi comparar as informações obtidas nos bancos da WEB com os valores das áreas calculadas a partir de imagens do sensor CCD a bordo dos satélites CBERS2 e CBERS2B. A área da represa de Furnas obtida a partir das imagens CCD/CBERS2B, ano 2008, foi de 1.138 km², mas nos bancos de dados consultados esta área estava entre 1.182 e 1.503 km². A represa do Funil, construída em 2003, com superfície de espelho d'água de 29,37 km² e uma ilha com área de 1,93 km² não aparecem nos bancos Atlas, Geominas, IGAM e IBGE. Os resultados mostraram algumas discrepâncias nos bancos de dados publicados na WEB, tais como diferenças em áreas e supressão ou extrapolação de limites do espelho d'água. Concluiu-se que, até o momento, os responsáveis por algumas publicações de bancos de dados no Estado de Minas Gerais não tiveram rigor suficiente com as atualizações. As imagens CCD/CBERS, que também são dados públicos disponíveis na WEB, mostraram ser produtos adequados para verificar, atualizar e melhorar as informações publicadas.

Estimativa de parâmetros biofísicos de plantios de café a partir de imagens orbitais de alta resolução espacial

O uso de recursos de sensoriamento remoto orbital constitui um grande avanço no levantamento de dados sobre a cafeicultura, sobretudo por seu caráter temporal e baixo custo. Sendo assim, o objetivo do trabalho foi avaliar a utilização da imagem do satélite QUICKBIRD na determinação de parâmetros biofísicos importantes para a cultura cafeeira. Foram utilizados 25 talhões com plantios de café localizados entre os municípios de Ribeirão Corrente, Franca e Cristais Paulista (SP). Os parâmetros biofísicos utilizados foram os espaçamentos entre linhas e plantas, altura, IAF, diâmetro da copa, porcentagem de cobertura vegetal, rugosidade, variedade e biomassa. Foram utilizados valores de refletância real das bandas espectrais do satélite QUICKBIRD e os índices de vegetação NDVI, GVI, SAVI e RVI. A partir desses dados, foram feitas análises de regressão linear e não linear para a geração dos modelos de estimativa. A utilização de modelos de regressão baseados em equações não lineares mostrou-se mais adequado para determinar os parâmetros IAF e a porcentagem de biomassa, importantes como indicativos da produtividade da cultura cafeeira.

Uso da geotecnologia para caracterizar os cafezais no município de Londrina-PR, em relação à altimetria, declividade e tipo de solo

O sensoriamento remoto e o geoprocessamento são ferramentas importantes no apoio aos levantamentos de dados da agricultura. O estudo teve por objetivo relacionar as variáveis físicas, como altimetria, declividade e tipo de solo com o agrossistema cafeeiro, no município de Londrina-PR, por meio de imagem do sensor Thematic Mapper (TM) do satélite Landsat-5, aliado às técnicas de geoprocessamento. Foi criado um banco de dados com informações de altimetria, declividade e classes de solos, e através de álgebra de mapa, realizado o cruzamento destas informações com a localização das lavouras cafeeiras, a qual foi obtida por meio do classificador digital Bhattacharya aplicado na imagem. A imagem do TM possibilitou o mapeamento de 79% das lavouras cafeeiras e verificou-se que 86% destas lavouras estão em altitudes superiores a 540 m, e 50% estão localizadas sobre áreas de 8 a 20% de declividade. Em relação aos solos, observou-se que 53% dos cafeeiros estão localizados em Nitossolo Vermelho eutroférrico. Todas estas tarefas foram executadas por meio do programa SPRING 4.3.3, o qual foi uma adequada ferramenta para obter dados da agricultura a partir de imagens de satélites.

Análise de imagens digitais para a avaliação do comportamento de pintainhos de corte

Na busca por respostas quanto às condições de bem-estar animal, visou-se a avaliar neste trabalho o comportamento de pintainhos nas duas primeiras semanas de vida, por meio de processamento de imagens digitais. O experimento foi realizado em dois galpões comerciais, utilizados para criação de 15.200 aves de corte por galpão, durante um ciclo produtivo, dotados com fornalha a lenha de aquecimento indireto do ar. Foram instaladas duas câmeras de vídeo por galpão para aquisição de imagens digitais. Uma das câmeras possuía inclinação angular de 45º, e a outra, inclinação angular de 90º em relação ao solo. As imagens foram analisadas para cada condição climática diária e binarizadas, sendo depois processadas por meio de descritor de agrupamento/dispersão e correlacionadas com os valores de temperatura do ar. Observou-se correlação entre o descritor e os valores de temperatura do ar, sendo que as imagens obtidas pela câmera posicionada a 45º e divididas em 25 blocos, obtiveram maior correlação. Pelos dados obtidos, pode-se observar que o comportamento de agrupamento e dispersão dos pintainhos pode ser usado como indicador dos estados de conforto térmico e que o descritor se mostrou eficiente para esta quantificação.

Análise de imagens para a caracterização das atividades de vacas leiteiras dentro do galpão de confinamento

A produção atual de animais necessita do emprego de tecnologias de informação automatizadas, inerentes ao ambiente em que os animais estão inseridos, para que se possa analisar a interferência dos mesmos na produção e no bem-estar. O objetivo desta pesquisa foi comparar a eficiência de duas metodologias de análise de imagens, utilizadas para avaliar a presença de vacas leiteiras em locais específicos no galpão de confinamento. O experimento foi realizado em uma fazenda comercial, e as vacas foram monitoradas através de seis microcâmeras. Foram usadas duas formas de análise da presença das vacas nos locais pré-selecionados (camas, bebedouros e comedouros): imagens analisadas visualmente da tela do computador (T1) e automaticamente, pelo software desenvolvido para a captura de imagens das vacas no galpão de freestall (T2). Os dados de presença foram analisados utilizando a técnica de análise de componentes principais e, para as comparações dos dois métodos, aplicou-se o Teste t - Student, com 95% de confiabilidade, para as médias da contagem da presença das vacas em cada área estudada. Não foi encontrada diferença significativa entre os métodos, sendo ambos eficientes para o registro das vacas em cada atividade.

Técnicas de mineração de dados para identificação de áreas com cana-de-açúcar em imagens Landsat 5

Neste trabalho, verificou-se a aderência de técnicas de mineração de dados voltadas para problemas de classificação de dados na identificação automatizada de áreas cultivadas com cana-de-açúcar, em imagens do satélite Landsat 5/TM. Para essa verificação, foram estudadas imagens de áreas cultivadas com cana-de-açúcar em três fases fenológicas diferentes. Os pixels foram convertidos em valores de refletância de superfície, nas vizinhanças das cidades de Araras, São Carlos e Araraquara, no Estado de São Paulo. Foram gerados cinco modelos de árvores de decisão binária, induzidos pelo algoritmo C4.5, em que todos produziram taxas de acerto superiores a 90%. A introdução de atributos de textura trouxe ganhos significativos na acurácia do modelo de classificação e contribuiu para melhorar a distinção de áreas cultivadas com cana-de-açúcar em meio a tipos diversos de cobertura do solo, como solo exposto, área urbana, lagos e rios. Os índices de vegetação mostraram-se relevantes na distinção da fase e do estado fenológico das culturas. Os resultados reforçam o potencial forte das árvores de decisão no processo de classificação e identificação de áreas cultivadas com cana-de-açúcar, em diferentes cidades produtoras, no Estado de São Paulo.

Uso de imagens do sensor orbital modis na estimação de datas do ciclo de desenvolvimento da cultura da soja para o estado do Paraná – Brasil

RESUMO O Estado do Paraná caracteriza-se por uma grande variabilidade de épocas de semeadura (DS) e, consequentemente, pelo desenvolvimento máximo vegetativo (DMDV), colheita (DC) e ciclo (CI) para a cultura da soja. O objetivo deste trabalho foi estimar essas datas para o período de primavera-verão do ano-safra de 2011/2012, por meio de séries temporais de imagens do Índice de Vegetação Realçado (do inglês Enhanced Vegetation Index - EVI) do sensor Modis (Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer). Gerou-se um perfil espectrotemporal médio de EVI, considerando todos os pixels mapeados como soja dentro de cada município. Estes dados serviram de entrada no software Timesat para estimar os decêndios do ciclo da cultura (DS, DMDV, DC e CI) por municípios. Os resultados mostraram que existe grande variabilidade de datas de plantio em diferentes mesorregiões do Estado. Verificaram-se também divergências entre os resultados encontrados e os dados oficiais de DS e DC. A maior parte da semeadura (65,16%) esteve entre o terceiro decêndio de outubro e o primeiro decêndio de novembro. A maior parte da área de soja do Estado do Paraná (65,46%) teve seu DMDV em janeiro e colheita em março (53,92%).

Avaliação dos parâmetros de imagens de massas anexiais pélvicas em tele-ecografia

OBJETIVO: Avaliar os parâmetros ultrassonográficos relacionados às características morfológicas de massas anexiais pélvicas por meio da obtenção de imagens bidimensionais por um observador presencial, encaminhadas eletronicamente (via tele-ecografia) nos modos estático e dinâmico a observadores não presenciais (à distância) para análises comparativas inter e intraobservadores a fim da validação de uma segunda opinião. MÉTODOS: No período de março a agosto de 2010 foram selecionadas 50 pacientes que apresentavam visualização de massa anexial pélvica no exame ecográfico. Elas foram submetidas ao exame ultrassonográfico por vias abdominal e endovaginal. As imagens foram capturadas nos modos estático e dinâmico, encaminhadas eletronicamente para avaliação de dois examinadores não presenciais e avaliadas de acordo com parâmetros morfológicos ultrassonográficos previamente determinados. RESULTADOS: Os avaliadores não presenciais nas modalidades estática e dinâmica obtiveram concordância quase perfeita para todos os parâmetros morfológicos com valores de Kappa entre 0,6 e 0,8. Não houve diferença entre as modalidades empregadas, exceto para o parâmetro morfológico projeção papilar na modalidade estática, em que a concordância foi quase perfeita (0,8) enquanto na modalidade dinâmica foi substancial (0,6). CONCLUSÕES: Os parâmetros ultrassonográficos das características de massas anexiais pélvicas encaminhadas por tele-ecografia são passíveis de serem validadas para emissão de uma segunda opinião. Não houve diferenças significativas quanto à metodologia empregada na emissão das imagens tele-ecográficas (estática ou dinâmica) na caracterização da composição das massas anexiais pélvicas.

Áreas propícias para o ataque de morcegos hematófagos Desmodus rotundus em bovinos na região de São João da Boa Vista, Estado de São Paulo

Baseada em estudos anteriores, a Coordenadoria de Defesa Agropecuária da Secretaria da Agricultura e Abastecimento do Estado de São Paulo (CDA) vinha realizando nas regiões administrativas onde é feita a vigilância da raiva em herbívoros o controle de populações de Desmodus rotundus em áreas próximas aos principais rios. A descoberta de abrigos e de animais mordidos pelos morcegos vampiros em outras áreas, além das áreas estabelecidas de risco levaram a questionamentos dos métodos em vigência. Isso estimulou a elaboração de um modelo descritivo para analisar áreas de risco para o ataque espoliativo de morcegos hematófagos em bovinos na região de São João da Boa Vista, estado de São Paulo. Para tanto, foram utilizadas imagens de satélite, parâmetros de estudos anteriores sobre o comportamento dos morcegos vampiros, dados da CDA e da Fundação Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística (IBGE). Todas as informações foram agrupadas em um banco de dados e integradas em um Sistema de Informação Geográfica. Contraditoriamente ao que se pensava, observou-se que áreas próximas aos principais rios da região das cidades de Aguaí, Casa Branca, Santa Cruz das Palmeiras e Tambaú não deveriam ser consideradas de risco para o ataque dos morcegos hematófagos em bovinos. Isso sugere que é necessária uma reavaliação dos métodos adotados para o controle das populações da espécie e enfermidade em questão.

Banco de sementes e estabelecimento de plantas daninhas em agroecossistemas

Em novembro/92 o banco de sementes no solo foi estimado, a 0-10 cm de profundidade, em alguns agroecossistemas: área de rotação de culturas, várzea, pomar de cítrus e pastagem de Brachiaria brizantha, no Distrito Federal, Brasil. Esta estimativa foi realizada através da observação da emergência de plântulas em amostras de solo incubadas, com e sem lavagem através de peneira e presença ou ausência de nitrato de potássio. A lavagem do solo para redução de volume, seguida de utilização de nitrato de potássio, mostrou-se desvantajosa para a determinação dos bancos de sementes viáveis detectadas nas amostras. A quantidade média de sementes por metro quadrado foi de 22313 na várzea, 6768 na área de rotação, 3595 nas coroas do pomar e 529 na pastagem. Verificou-se que as plantas infestantes estabelecidas em maio/93 nos agroecossistemas, representavam, em relação á quantidade inicial de sementes: 0,34% na pastagem, 0,71% na várzea, 1,48% nas coroas do pomar e 1,56% na área de rotação de culturas. Estas plantas seriam aquelas que supostamente mais contribuíram para a manutenção dos bancos de sementes no solo. Houve uma correlação direta do banco de sementes com o número de espécies e indivíduos presentes nos agroecossistemas. As espécies predominantes nas áreas anualmente perturbadas foram Ageratum conyzoides, Bidens pilosa, Cenchrus echinatus, Commelina benghalensis, Emilia sonchifolia, Euphorbia heterophylla e Richardia brasiliensis. Brachiaria spp predominou nas entrelinhas do pomar, enquanto na pastagem as poucas plantas daninhas presentes eram espécies de cerrado. A similaridade entre agroecossistemas, com relação às plantas daninhas foi maior entre as áreas mais perturbadas, como áreas de rotação de culturas, várzea e coroas do pomar.