MODELO DE OBJETOS E ALGORITMO DE DISTRIBUIÇÃO DE SENSORES PARA UMA FERRAMENTA COMPUTACIONAL VISANDO APLICAÇÕES EM AGRICULTURA DE PRECISÃO

por Marcos Alexandre Fernandes Ferronato publicado 24/09/2020 15h17, última modificação 20/10/2023 16h30

Profa. SIMONE VASCONCELOS SILVA, D.Sc. (ORIENTADORA)
Prof. ANTÔNIO JOSÉ DA SILVA NETO, PhD. (COORIENTADOR)

A economia brasileira é fortemente baseada no agronegócio, que representa de forma direta, aproximadamente 25% (R$ 1,65 trilhões), do PIB brasileiro, que no ano 2017 foi de R$ 6,6 trilhões. A área de uso efetivo com agronegócio é de 305 milhões de ha, distribuídos em 56 milhões de unidades de agronegócio, fazendo o país ser o maior em área produtiva no mundo. Esta dissertação tem como objetivo a proposição e desenvolvimento do método MOOADS-FECOMAP baseado em modelo de objetos e algoritmo de distribuição de sensores para uma ferramenta computacional visando aplicações em agricultura de precisão. A distribuição dos sensores, com uma heurística de distribuição baseada na variação dos valores de referência para a melhoria de área de cobertura e a obtenção de informações em tempo real para monitorar atributos de solo, é um desafio possível de ser vencido. Esta cobertura da distribuição foi atingida ao se executar pesquisa experimental e pesquisa de campo de forma a definir e validar a representatividade da condutividade elétrica em relação aos atributos de solo e sua distribuição para maior cobertura. Com o uso de ferramentas computacionais de automação e controle para melhorar a aquisição e o nível das informações sobre solos e lavouras, contribuindo assim para suporte à gestão nas unidades de agronegócio e criando condições para a melhoria da sustentabilidade e da rentabilidade destas unidades. Dentre os resultados alcançados pela pesquisa estão o desenvolvimento da ferramenta computacional de distribuição baseado no método proposto por esta pesquisa, que funciona através da leitura da Condutividade Elétrica do solo e a implementação da cobertura da distribuição dos pontos de sensoriamento que se utilizou da heurística, também proposta por este trabalho, que realiza a Cobertura por Busca Binária de Variação Significativa (CBBVS). Nas unidades de trabalho de campo a condutividade elétrica medida pelo sensor de proximidade em relação à análise tradicional apresentou um coeficiente de correlação linear variando entre 0,96 e 0,97, que se mostra adequada em relação à concentração dos atributos de solo da pesquisa, comparando-se com a análise tradicional em função da forte correlação encontrada, o que permitiu uma distribuição adequada dos sensores através da ferramenta de distribuição. O desempenho nas unidades de trabalho de campo ficou dentro do esperado em relação ao grau de correlação da CE com os valores dos atributos de solo, apresentando forte correlação na ordem de 0,96 a 0,97.

Palavras-Chave: Agronegócio, Sensoriamento, Atributos De Solos, Suporte A Decisão, Otimização.

The Brazilian economy is strongly based on agribusiness, which represents approximately 25% (R $ 1.65 trillion) of Brazilian GDP, which in the year 2017 was R $ 6.6 trillion. The area of effective use with agribusiness is 305 million ha, distributed in 56 million units of agribusiness, making the country the largest in productive area in the world. This dissertation aims at proposing and developing the MOOADS-FECOMAP method based on object model and sensor distribution algorithm for a computational tool aimed at applications in precision agriculture. The distribution of the sensors, with a distribution heuristic based on the variation of the reference values for the improvement of coverage area and the obtaining of information in real time to monitor soil attributes, is a possible challenge to be overcome. This coverage of the distribution was achieved when performing experimental research and field research in order to define and validate the representativity of the electrical conductivity in relation to soil attributes and their distribution for greater coverage. With the use of computational automation and control tools to improve the acquisition and level of information on soils and crops, thus contributing to management support in agribusiness units and creating conditions for improving the sustainability and profitability of these units. Among the results achieved by the research are the development of the computational tool of distribution based on the method proposed by this research, which works by reading the Electrical Conductivity of the soil and the implementation of the coverage of the distribution of the points of sensing that was used of the heuristics, also proposed by this work, which performs the Coverage by Binary Search of Significant Variation (CBSSV). In the field work units the electrical conductivity measured by the proximity sensor in relation to the traditional analysis presented a linear correlation coefficient varying between 0.96 and 0.97, which is adequate in relation to the concentration of soil attributes of the research, comparing with the traditional analysis due to the strong correlation found, which allowed an adequate distribution of the sensors through the distribution tool. The performance in the field work units was within expected range in relation to the degree of correlation of the EC with the values of the soil attributes, presenting a strong correlation in the order of 0.96 to 0.97.

Key Words: Agribusiness, Soil Attributes, Sensoring, Decision Support, Optimization.

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