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Título: Redução de uso de agrotóxicos por meio de inteligência artificial
Título(s) alternativo(s): Reduction of pesticides use by means of artificial intelligence
Autor(es): Vieira, Lucas Augusto
Orientador(es): Ramires, Thiago Gentil
Palavras-chave: Agricultura de precisão
Inteligência artificial
Sensoriamento remoto
Herbicidas
Precision farming
Artificial intelligence
Remote sensing
Herbicides
Data do documento: 26-Ago-2021
Editor: Universidade Tecnológica Federal do Paraná
Câmpus: Londrina
Citação: VIEIRA, Lucas Augusto. Redução de uso de agrotóxicos por meio de inteligência artificial. 2021. Dissertação (Mestrado em Engenharia Ambiental) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Londrina, 2021.
Resumo: O cultivo de cana-de-açúcar vem ganhando grande destaque em vários países devido à diversidade de usos. A modernização da agricultura permitiu alta produtividade em diversos cultivares, os quais são afetados em grande parte pela invasão de ervas daninhas. Com a agricultura sustentável, o uso de herbicidas tem sido cada vez mais evitado na sociedade, exigindo métodos mais eficazes de controle de pragas. Nessa pesquisa foram propostos diversos modelos de inteligência artificial capazes de identificar a invasão de plantas daninhas em um cultivar de cana-de-açúcar, utilizando como variáveis de input quatro espectros de cores, obtidas por uma câmera multiespectral montada em um veículo aéreo não tripulado. Os modelos estudados no presente trabalho foram: GAMLSS, Redes Neurais, Árvores de Decisão, Florestas Aleatórias, Bagging Cart, Gradient Boosting Machine, K-Nearest Neighbors e C4.5. O modelo com melhor desempenho preditivo dentre os apresentados foi o modelo Florestas Aleatórias. Para cada modelo, toda a parte computacional foi disponibilizada para futuros estudos. Com a identificação exata da infestação de ervas daninhas, é possível realizar o manejo em campo com aplicações de herbicidas nos locais exatos, evitando assim o aumento do custo de produção e, principalmente, evitando a contaminação desnecessária de solos e efluentes.
Abstract: The cultivation of sugarcane has gained great prominence in several countries due to its large diversity of application. The modernization of agriculture has allowed high productivity in several cultivars, which are largely affected by the invasion of weeds. With sustainable agriculture, the use of herbicides has been strongly avoided, and more effective pest control methods have been required. In this survey, several artificial intelligence models capable of identifying the invasion of weeds in a sugarcane cultivar were proposed. In addition, four colors spectra based on a multispectral camera coupled to an unmanned aerial vehicle were employed as input variables. The models studied in this work were: GAMLSS, Neural Networks, Decision Trees, Random Forests, Bagging Cart, Gradient Boosting Machine, KNearest Neighbors and C4.5. Among the studied models, the Random Forests presented the best performance. For each model, all computational codes was presented for future new surveys. The precise identification of the weed infestation place allowed field management to be carried out only by the herbicide application in the damaged points. This procedure avoids an increase in the production costs, and mainly prevents the soil contamination and generation of hazardous effluents. Thus, avoiding an increase in production costs and, above all, it is avoiding unnecessary contamination of soils and effluents.
URI: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/26112
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