Avaliação remota da maturação em soja por imagens de drones
Autor(a) principal: | |
---|---|
Data de Publicação: | 2023 |
Tipo de documento: | Dissertação |
Idioma: | por |
Título da fonte: | LOCUS Repositório Institucional da UFV |
Texto Completo: | https://locus.ufv.br//handle/123456789/31553 https://doi.org/10.47328/ufvbbt.2023.190 |
Resumo: | Nos programas de melhoramento de soja, uma das tarefas executadas em campo é estimação do número de dias do plantio até a maturação, no qual define-se a recomendação de uma determinada cultivar por meio dos grupos de maturação. Essa atividade demanda uma elevada mão de obra e visitas frequentes aos experimentos avaliados. Além de ser uma atividade dispendiosa, a fenotipagem humana possui uma chance considerável de erro na classificação das parcelas. Com o objetivo de melhorar a execução dessa função, este estudo buscou analisar e validar uma metodologia para avaliação remota da maturação em soja com uso de câmera RGB acopladas ao drones de baixo custo. Através de índices vegetativos, ambientes modelos estatísticos e extração de pixels nas parcelas, foi possível verificar quais combinações apresentam maior correlação comparadas as realizadas por profissionais em campo. Coletou-se dados em solo de 90 parcelas em 3 ambientes para realizar comparação com o estimado pela metodologia proposta. A combinação dos índices GLI (greeness leaf index) e NGRDI (normalized red green difference index) com o modelo de regressão local não paramétrica, LOESS (Locally estimated scatterplot smoothing), e extração da mediana dos pixels, revelou uma forte correlação de Pearson quando comparados à maturação aferida em campo (r = 0,84 - 0,94 para GLI. r = 0,81 - 0,93 para NGRDI). Outro parâmetro que contribuiu para validação da metodologia foi o RMSE (root-mean-square error), que apresentou valores consideravelmente baixos (RMSE GLI = 1.24 - 1.66, RMSE NGRDI = 1.30 - 2.04). Também foi possível identificar que um dos ambientes gerou menores correlações, sendo possível associar esse menor desempenho à presença de plantas invasoras e falhas de germinação nas parcelas analisadas. Dessa forma, a metodologia se mostrou confiável, com uma boa acurácia e alta precisão, porém é necessário se atentar as condições do ambiente a nível de parcela experimental. Palavras-chave: UAV. Glycine max. Sensoriamento remoto aéreo. Fenotipagem de alto rendimento. Melhoramento vegetal |
id |
UFV_5b2af098255204babbd1a1b1c4f5ff47 |
---|---|
oai_identifier_str |
oai:locus.ufv.br:123456789/31553 |
network_acronym_str |
UFV |
network_name_str |
LOCUS Repositório Institucional da UFV |
repository_id_str |
2145 |
spelling |
Volpato, LeonardoDonato, Lucas Titonelli Ferreirahttp://lattes.cnpq.br/3999482517582471Oliveira, Aluízio Borém de2023-09-21T17:02:32Z2023-09-21T17:02:32Z2023-02-27DONATO, Lucas Titonelli Ferreira. Avaliação remota da maturação em soja por imagens de drones. 2023. 30 f. Dissertação (Mestrado em Genética e Melhoramento) - Universidade Federal de Viçosa, Viçosa. 2023.https://locus.ufv.br//handle/123456789/31553https://doi.org/10.47328/ufvbbt.2023.190Nos programas de melhoramento de soja, uma das tarefas executadas em campo é estimação do número de dias do plantio até a maturação, no qual define-se a recomendação de uma determinada cultivar por meio dos grupos de maturação. Essa atividade demanda uma elevada mão de obra e visitas frequentes aos experimentos avaliados. Além de ser uma atividade dispendiosa, a fenotipagem humana possui uma chance considerável de erro na classificação das parcelas. Com o objetivo de melhorar a execução dessa função, este estudo buscou analisar e validar uma metodologia para avaliação remota da maturação em soja com uso de câmera RGB acopladas ao drones de baixo custo. Através de índices vegetativos, ambientes modelos estatísticos e extração de pixels nas parcelas, foi possível verificar quais combinações apresentam maior correlação comparadas as realizadas por profissionais em campo. Coletou-se dados em solo de 90 parcelas em 3 ambientes para realizar comparação com o estimado pela metodologia proposta. A combinação dos índices GLI (greeness leaf index) e NGRDI (normalized red green difference index) com o modelo de regressão local não paramétrica, LOESS (Locally estimated scatterplot smoothing), e extração da mediana dos pixels, revelou uma forte correlação de Pearson quando comparados à maturação aferida em campo (r = 0,84 - 0,94 para GLI. r = 0,81 - 0,93 para NGRDI). Outro parâmetro que contribuiu para validação da metodologia foi o RMSE (root-mean-square error), que apresentou valores consideravelmente baixos (RMSE GLI = 1.24 - 1.66, RMSE NGRDI = 1.30 - 2.04). Também foi possível identificar que um dos ambientes gerou menores correlações, sendo possível associar esse menor desempenho à presença de plantas invasoras e falhas de germinação nas parcelas analisadas. Dessa forma, a metodologia se mostrou confiável, com uma boa acurácia e alta precisão, porém é necessário se atentar as condições do ambiente a nível de parcela experimental. Palavras-chave: UAV. Glycine max. Sensoriamento remoto aéreo. Fenotipagem de alto rendimento. Melhoramento vegetalIn soybean breeding programs, one of the field tasks considered labor and time consuming is estimating the number of days from planting to maturity, in which the recommendation of a certain cultivar is defined through maturation groups. This activity demands frequent visits to the trials and a considerable chance of error in plot classification. With the aim of improving the implementation of this activity, this study sought to analyze and validate a methodology for remote evaluation of soybean maturation using an RGB camera coupled to a low-cost drones. Through vegetative indices, statistical models, and extraction of pixels in the plots, it was possible to identify the best combinations that presented high correlation to those proximal estimative collected by the professionals in the field. Ground data were collected from 90 plots in 3 environments for comparison with the remote estimation. The combination of the GLI (greenness leaf index) and NGRDI (normalized red green difference index) indices with the non-parametric local regression, LOESS (Locally estimated scatterplot smoothing), and extraction of the median of the pixels, revealed a strong Person correlation Pearson when compared to the maturation measured in the field (r = 0,84 – 0,94 to GLI. r = 0,81 – 0,93 to NGRDI). Another parameter that contributed to the validation of the methodology was the RMSE (root-mean-square error), which presented considerably low values (RMSE GLI = 1.24 – 1.66, RMSE NGRDI = 1.30 – 2.04). It was also possible to identify that one of the environments expressed correlations. This may be due to the presence of weeds and germination failures in the analyzed plots. Thus, the methodology proved to be reliable, with good accuracy and high precision, but it is necessary to look at the field conditions. Keywords: UAV. Glycine max. Aerial remote sensing. High-throughput phenotyping. Plant breedingCoordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível SuperiorporUniversidade Federal de ViçosaGenética e MelhoramentoGlycine maxSoja - Melhoramento genéticoDroneSensoriamento remotoMelhoramento de cultivos agrícolasMelhoramento VegetalAvaliação remota da maturação em soja por imagens de dronesRemote evaluation of soybean maturation by drone imagesinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisUniversidade Federal de ViçosaDepartamento de Biologia GeralMestre em Genética e MelhoramentoViçosa - MG2023-02-27Mestradoinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:LOCUS Repositório Institucional da UFVinstname:Universidade Federal de Viçosa (UFV)instacron:UFVORIGINALtexto completo.pdftexto completo.pdftexto completoapplication/pdf1279664https://locus.ufv.br//bitstream/123456789/31553/1/texto%20completo.pdfd760a10f5dbccfe04ccab7f3ef85a803MD51LICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-81748https://locus.ufv.br//bitstream/123456789/31553/2/license.txt8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33MD52123456789/315532023-09-21 14:02:33.087oai:locus.ufv.br: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Repositório InstitucionalPUBhttps://www.locus.ufv.br/oai/requestfabiojreis@ufv.bropendoar:21452023-09-21T17:02:33LOCUS Repositório Institucional da UFV - Universidade Federal de Viçosa (UFV)false |
dc.title.pt-BR.fl_str_mv |
Avaliação remota da maturação em soja por imagens de drones |
dc.title.en.fl_str_mv |
Remote evaluation of soybean maturation by drone images |
title |
Avaliação remota da maturação em soja por imagens de drones |
spellingShingle |
Avaliação remota da maturação em soja por imagens de drones Donato, Lucas Titonelli Ferreira Glycine max Soja - Melhoramento genético Drone Sensoriamento remoto Melhoramento de cultivos agrícolas Melhoramento Vegetal |
title_short |
Avaliação remota da maturação em soja por imagens de drones |
title_full |
Avaliação remota da maturação em soja por imagens de drones |
title_fullStr |
Avaliação remota da maturação em soja por imagens de drones |
title_full_unstemmed |
Avaliação remota da maturação em soja por imagens de drones |
title_sort |
Avaliação remota da maturação em soja por imagens de drones |
author |
Donato, Lucas Titonelli Ferreira |
author_facet |
Donato, Lucas Titonelli Ferreira |
author_role |
author |
dc.contributor.authorLattes.pt-BR.fl_str_mv |
http://lattes.cnpq.br/3999482517582471 |
dc.contributor.none.fl_str_mv |
Volpato, Leonardo |
dc.contributor.author.fl_str_mv |
Donato, Lucas Titonelli Ferreira |
dc.contributor.advisor1.fl_str_mv |
Oliveira, Aluízio Borém de |
contributor_str_mv |
Oliveira, Aluízio Borém de |
dc.subject.pt-BR.fl_str_mv |
Glycine max Soja - Melhoramento genético Drone Sensoriamento remoto Melhoramento de cultivos agrícolas |
topic |
Glycine max Soja - Melhoramento genético Drone Sensoriamento remoto Melhoramento de cultivos agrícolas Melhoramento Vegetal |
dc.subject.cnpq.fl_str_mv |
Melhoramento Vegetal |
description |
Nos programas de melhoramento de soja, uma das tarefas executadas em campo é estimação do número de dias do plantio até a maturação, no qual define-se a recomendação de uma determinada cultivar por meio dos grupos de maturação. Essa atividade demanda uma elevada mão de obra e visitas frequentes aos experimentos avaliados. Além de ser uma atividade dispendiosa, a fenotipagem humana possui uma chance considerável de erro na classificação das parcelas. Com o objetivo de melhorar a execução dessa função, este estudo buscou analisar e validar uma metodologia para avaliação remota da maturação em soja com uso de câmera RGB acopladas ao drones de baixo custo. Através de índices vegetativos, ambientes modelos estatísticos e extração de pixels nas parcelas, foi possível verificar quais combinações apresentam maior correlação comparadas as realizadas por profissionais em campo. Coletou-se dados em solo de 90 parcelas em 3 ambientes para realizar comparação com o estimado pela metodologia proposta. A combinação dos índices GLI (greeness leaf index) e NGRDI (normalized red green difference index) com o modelo de regressão local não paramétrica, LOESS (Locally estimated scatterplot smoothing), e extração da mediana dos pixels, revelou uma forte correlação de Pearson quando comparados à maturação aferida em campo (r = 0,84 - 0,94 para GLI. r = 0,81 - 0,93 para NGRDI). Outro parâmetro que contribuiu para validação da metodologia foi o RMSE (root-mean-square error), que apresentou valores consideravelmente baixos (RMSE GLI = 1.24 - 1.66, RMSE NGRDI = 1.30 - 2.04). Também foi possível identificar que um dos ambientes gerou menores correlações, sendo possível associar esse menor desempenho à presença de plantas invasoras e falhas de germinação nas parcelas analisadas. Dessa forma, a metodologia se mostrou confiável, com uma boa acurácia e alta precisão, porém é necessário se atentar as condições do ambiente a nível de parcela experimental. Palavras-chave: UAV. Glycine max. Sensoriamento remoto aéreo. Fenotipagem de alto rendimento. Melhoramento vegetal |
publishDate |
2023 |
dc.date.accessioned.fl_str_mv |
2023-09-21T17:02:32Z |
dc.date.available.fl_str_mv |
2023-09-21T17:02:32Z |
dc.date.issued.fl_str_mv |
2023-02-27 |
dc.type.status.fl_str_mv |
info:eu-repo/semantics/publishedVersion |
dc.type.driver.fl_str_mv |
info:eu-repo/semantics/masterThesis |
format |
masterThesis |
status_str |
publishedVersion |
dc.identifier.citation.fl_str_mv |
DONATO, Lucas Titonelli Ferreira. Avaliação remota da maturação em soja por imagens de drones. 2023. 30 f. Dissertação (Mestrado em Genética e Melhoramento) - Universidade Federal de Viçosa, Viçosa. 2023. |
dc.identifier.uri.fl_str_mv |
https://locus.ufv.br//handle/123456789/31553 |
dc.identifier.doi.pt-BR.fl_str_mv |
https://doi.org/10.47328/ufvbbt.2023.190 |
identifier_str_mv |
DONATO, Lucas Titonelli Ferreira. Avaliação remota da maturação em soja por imagens de drones. 2023. 30 f. Dissertação (Mestrado em Genética e Melhoramento) - Universidade Federal de Viçosa, Viçosa. 2023. |
url |
https://locus.ufv.br//handle/123456789/31553 https://doi.org/10.47328/ufvbbt.2023.190 |
dc.language.iso.fl_str_mv |
por |
language |
por |
dc.rights.driver.fl_str_mv |
info:eu-repo/semantics/openAccess |
eu_rights_str_mv |
openAccess |
dc.publisher.none.fl_str_mv |
Universidade Federal de Viçosa |
dc.publisher.program.fl_str_mv |
Genética e Melhoramento |
publisher.none.fl_str_mv |
Universidade Federal de Viçosa |
dc.source.none.fl_str_mv |
reponame:LOCUS Repositório Institucional da UFV instname:Universidade Federal de Viçosa (UFV) instacron:UFV |
instname_str |
Universidade Federal de Viçosa (UFV) |
instacron_str |
UFV |
institution |
UFV |
reponame_str |
LOCUS Repositório Institucional da UFV |
collection |
LOCUS Repositório Institucional da UFV |
bitstream.url.fl_str_mv |
https://locus.ufv.br//bitstream/123456789/31553/1/texto%20completo.pdf https://locus.ufv.br//bitstream/123456789/31553/2/license.txt |
bitstream.checksum.fl_str_mv |
d760a10f5dbccfe04ccab7f3ef85a803 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 |
bitstream.checksumAlgorithm.fl_str_mv |
MD5 MD5 |
repository.name.fl_str_mv |
LOCUS Repositório Institucional da UFV - Universidade Federal de Viçosa (UFV) |
repository.mail.fl_str_mv |
fabiojreis@ufv.br |
_version_ |
1801212956320464896 |