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Título: Modelos de regressão aplicados a dados climatológicos de reanálise e índices vegetativos para predição de produtividade da soja
Título(s) alternativo(s): Regression models applied to climatological reanalysis data and vegetation indices for soybean yield prediction
Autor(es): Tluszcz, Julia
Orientador(es): Paula Filho, Pedro Luiz de
Palavras-chave: Produtividade
Soja
Satélites
Productivity
Soybean
Satellites
Data do documento: 28-Nov-2025
Editor: Universidade Tecnológica Federal do Paraná
Câmpus: Medianeira
Citação: TLUSZCZ, Julia. Modelos de regressão aplicados a dados climatológicos de reanálise e índices vegetativos para predição de produtividade da soja. 2025. Trabalho de Conclusão de Curso (Bacharelado em Ciência da Computação) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Medianeira, 2025.
Resumo: A soja é uma das commodities agrícolas mais importantes globalmente, sendo um dos pilares da economia brasileira. A imprevisibilidade da sua produtividade, gera riscos significativos para o planejamento logístico e financeiro do setor. Neste contexto, a predição antecipada da safra torna-se uma ferramenta estratégica. Este trabalho objetivou desenvolver e avaliar modelos de regressão para a predição da produtividade da soja na Região Oeste do Paraná, correlacionando dados climatológicos de reanálise e índices vegetativos de satélite. A metodologia foi executada na plataforma Google Colab, onde foi construído um dataset integrando índices de vegetação (NDVI e EVI) e variáveis climatológicas (temperatura, precipitação, radiação). Foram testados algoritmos de regressão supervisionados sendo eles Random Forest, XGBoost, LightGBM e LSTM, e comparados em três abordagens: Temporal, Espacial e Espaço Temporal. A análise dos resultados demonstrou que a abordagem puramente temporal foi ineficaz, apresentando R2 negativo. Em contrapartida, a abordagem espaço temporal mostrou-se a mais precisa, com o modelo XGBoost obtendo o maior coeficiente de correlação de 0,71 e um erro absoluto médio de 249,40 kg/ha. Conclui-se que a integração de dados de satélite e clima em modelos espaço-temporais é uma estratégia viável e significativamente mais precisa do que a análise temporal isolada. O modelo validado apresenta-se como uma ferramenta promissora para o planejamento do produtor, contribuindo para a modernização da agricultura digital e sustentável.
Abstract: Soybean is one of the most important agricultural commodities globally, serving as one of the pillars of the Brazilian economy. The unpredictability of its productivity generates significant risks for the logistical and financial planning of the sector. In this context, early yield prediction becomes a strategic tool. This work aimed to develop and evaluate regression models for predicting soybean productivity in the Western Region of Paraná, correlating climatological reanalysis data and satellite-derived vegetation indices. The methodology was executed on the Google Colab platform, where a datasset was built integrating vegetation indices (NDVI and EVI) and clima tological variables (temperature, precipitation, radiation). Supervised regression algorithms, namely Random Forest, XGBoost, LightGBM, and LSTM, were tested and compared using three approaches: Temporal, Spatial, and Spatio-Temporal. The analysis of the results demonstrated that the purely temporal approach was ineffective, presenting a negative R2. In contrast, the spatio-temporal approach proved to be the most accurate, with the XGBoost model obtaining the highest coefficient of determination (R2) of 0.71 and a Mean Absolute Error of 249.40 kg/ha. It is concluded that integrating satellite and climate data into spatio-temporal models is a viable strategy and significantly more accurate than isolated temporal analysis. The validated model presents itself as a promising tool for producer planning, contributing to the modernization of digital and sustainable agriculture.
URI: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/41012
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