Dissertação
Análise do desenvolvimento do milho por meio do processamento de imagens obtidas a partir de aeronave remotamente pilotada.
Registro en:
SILVA, Ricardo Kwiatkowski. Análise do desenvolvimento do milho por meio do processamento de imagens obtidas a partir de aeronave remotamente pilotada. 2021. Dissertação (Mestrado em Computação Aplicada) - Universidade Estadual de Ponta Grossa. Ponta Grossa. 2021.
Autor
Silva, Ricardo Kwiatkowski da
Institución
Resumen
Agricultural monitoring is important to anticipate information about productivity or
production and detect problems that may affect it. One way to follow the development
of a crop is to monitor its growth and the changes that occur in plants throughout their
phenological cycle. This information is commonly obtained from manual
measurements that have limitations such as scale, workplace and execution delay.
Here we present the data collection in the field using Remotely Piloted Aircraft (RPA),
popularly known as Drone. Through a low-cost RGB remote sensor embedded in the
equipment, photographs can be collected that, after being processed, generate digital
files. These allow the analysis and generation of information in a similar way to manual
surveys not only locally, but in a considerable geographic area. Aerophotogrammetric
surveys were carried out at different dates of the maize phenological cycle using an
RPA Mavic 2 Pro, equipped with the L1D-20c camera. The Agisoft Metashape program
was used to process the photos, through which point clouds, Digital Terrain Model
(DTM) and orthomosaics were generated. By calculating the difference between the
point clouds and the MDT using the Compute cloud/mesh distance technique of the
CloudCompare program, the estimated canopy heights were obtained. Using spectral
transformations calculated in the Agisoft Metashape program, the soil/plant separation
was obtained, which is necessary to analyze the crop without the influence of soil or
straw in early stages. The point clouds were analyzed using descriptive statistics and
the average values of vegetation indices provided information about the state of the
crop. The techniques provided the quantitative and qualitative evaluation of the point
clouds referring to 5 stages of maize development, allowing the estimation of plant
growth and the monitoring of the dynamics of the phenological evolution of the canopy.
The possibility of using low-cost cameras brings new opportunities for agricultural
research and monitoring. O monitoramento agrícola é importante para antecipar informações sobre a
produtividade ou produção e detectar problemas que venham a afetá-las. Uma forma
de acompanhar o desenvolvimento de uma lavoura é monitorar seu crescimento e as
mudanças que ocorrem nas plantas ao longo do seu ciclo fenológico. Obtém-se estas
informações, comumente, a partir de medições manuais que apresentam limitações
como escala, local de trabalho e demora na execução. Diante do exposto, apresentase o levantamento de dados em campo usando-se Aeronave Remotamente Pilotada
(RPA), popularmente conhecida como Drone. Por meio de um sensor remoto RGB de
baixo custo embarcado no equipamento, pode-se coletar fotografias que depois de
processadas geram arquivos digitais. Estes permitem a análise e a geração de
informações de forma semelhante aos levantamentos manuais não apenas
localmente, mas em uma área geográfica considerável. Realizaram-se os
levantamentos aerofotogramétricos em diferentes datas do ciclo fenológico do milho
por meio de uma RPA Mavic 2 Pro, equipada com a câmera L1D-20c. Para o
processamento das fotos utilizou-se o programa Agisoft Metashape, por meio do qual
geraram-se as nuvens de pontos, Modelo Digital de Terreno (MDT) e ortomosaicos.
Calculando-se a diferença entre as nuvens de pontos e o MDT por meio da técnica
Compute cloud/mesh distance do programa CloudCompare, obteve-se as alturas
estimadas do dossel. Utilizando-se de transformações espectrais no programa Agisoft
Metashape, calculou-se a separação solo/planta, que é necessária para analisar a
cultura sem a influência do solo ou palha, existente em estádios iniciais. Analisou-se
as nuvens de pontos por meio de estatística descritiva e os valores médios dos índices
de vegetação, geraram informações sobre o estado em que se encontrava a cultura.
As técnicas utilizadas proporcionaram a avaliação quantitativa e qualitativa das
nuvens de pontos referentes a 5 estádios de desenvolvimento do milho, permitindo
estimar o crescimento das plantas e acompanhar a dinâmica de evolução fenológica
do dossel. A possibilidade da utilização de câmeras de baixo custo traz novas
oportunidades de pesquisa e monitoramento agrícola.