Cafeicultura de Precisão com a Utilização de Drones

 

Análise Quantitativa na Cafeicultura de Precisão com a Utilização de Drones

Projeto: Quantificação de plantio de café

Data do Projeto: 27 de Junho de 2016

Localização: Fazenda Recreio - São Sebastião da Grama/SP

Esse trabalho de pesquisa se faz coerente uma vez que os produtores de café vêm buscando cada vez mais otimizar o processo e controlar a lavoura, podendo chegar cada vez mais próximos da produção ideal, reduzindo ao máximo as perdas ocasionadas por falhas ou até mesmo por pragas e ervas daninhas. O produto que está sendo analisado tem um alto nível tecnológico, e é de suma importância a comprovação da metodologia para a aplicação da mesma em outros plantios.

Para corroborar as informações coletadas pela ARP (Aeronave Remotamente Pilotada), os dados coletados remotamente foram comparados com os coletados em campo em alguns talhões por um funcionário da Fazenda Recreio. A Fazenda está localizada em São Sebastião da Grama, na divisa dos estados de São Paulo e Minas Gerais, uma das mais nobres regiões produtoras de cafés de qualidade do país. Foram testados alguns métodos para se quantificar o café, porém o método que mais se aproximou dos resultados foi um método supervisionado. Isso se dá por alguns aspectos inerentes à plantação de café, tais como a proximidade das folhagens dos pés e a forma de plantio acompanhando as curvas de nível.Esses aspectos dificultam o processamento completamente autônomo pelos softwares. 

Figura 1 - Imagem Aérea Panoramica da Fazenda

INTRODUÇÃO

O estudo em questão foi realizado na Fazenda Recreio, que iniciou o plantio nas suas áreas em 1891, e em 1893 já colhia sua 1ª safra. Desde 1945, a fazenda é referência em conceitos reformulados por agrônomos especializados, atualizando e inovando as técnicas de plantio, buscando e selecionando variedades, conquistando assim qualidade e reconhecimento nacional e internacionalmente. A Recreio Coffee está localizada em São Sebastião da Grama, na divisa dos estados de São Paulo e Minas Gerais, umas das mais nobres regiões produtoras de café de qualidade do país. Um dos motivos é o fato de o relevo e o clima serem favoráveis à produção de café finos e equilibrado. A Fazenda dispõe de uma área de 605,6 ha, dos quais, 240 ha são ocupados pelo café (Fazenda Recreio, 2016).

Figura 2 - Localização no Google Earth da Fazenda Recreio.

 

A PLAN4R sempre vinculada em tecnologia e inovação, viu na fazenda uma área excelente e com grandes desafios para estudar a aplicação da tecnologia de VANTS (Veículo Aéreo não Tripulado) na análise da lavoura de café. Aspectos desafiadores nesse projeto foram a disposição das linhas de café e a grande variação de altitude por ser uma região montanhosa. Com o intuito de correlacionar os dados e os diferentes métodos utilizados para quantificar o café, tomou-se o cuidado de fazer a análise em alguns talhões da fazenda, que foram quantificados em campo há apenas alguns dias antes do sobrevoo. Realizou-se uma analise comparativa com os dados coletados remotamente e os coletados em solo, essa comparação levou em conta a diferença entre os métodos de quantificação, a qualidade da informação e o tempo gasto em diferentes métodos.

METODOLOGIA E ANALISE DE DADOS

Primeiramente fez-se uma reunião com o agrônomo responsável pela fazenda, com o intuito de apresentar o projeto e buscar uma área viável de pesquisa. Foi nos apresentada uma área quantificada em campo por um funcionário da fazenda, então fez-se o estudo do relevo, espaço aéreo, possíveis obstáculos que viriam interferir no voo efetuado na área indicada. Posteriormente reconhecendo todos os riscos e buscando minimiza-los ao máximo, programou-se o voo em escritório e foi-se ao campo em um dia ensolarado para evitar possíveis interferências nas informações coletadas.

O voo foi programado com 80 metros de altura e uma resolução de solo entre 2-4cm/pixel para fazer a cobertura de uma área de aproximadamente 20ha em 15minutos. É de suma importância ressaltar que os executores do projeto dispunham de experiência e conhecimento em levantamentos e geração de dados topográficos com a utilização de VANTS (Veículos Aéreos Não Tripulados), assim sendo, foi possível chegar em uma altura ótima, levando em consideração o grande desnível do terreno e a resolução pretendida para fazer uma análise de qualidade e confiável.

Figura 3 - Ortomosaico Georreferenciado (Clique na Imagem)

Foram coletadas aproximadamente 260 imagens com sobreposições anteriormente definidas, essas imagens foram processadas chagando em uma resolução média por pixel e para a quantificação, utilizou-se a imagem Ortorretificada(ortomosaico), produto do processamento em um software especializado em processamento de imagens e com auxílio de outros programas, fez-se a vetorização das linhas de plantio e as linhas de falhas. Esse processo foi completamente supervisionado, e os dados foram extraídos e tabelados, podendo assim, quantificar as falhas em cada um dos talhões. Porém, para se fazer a quantificação, houve um senso comum para saber realmente o que foi considerado falha na contagem em campo, tentando evitar ao máximo desvios nos resultados de comparação.

Tabela 1. Comparação das falhas entre dados coletados em solo e remotamente.
Tabela 2: Comparação das covas entre dados de plantio e coletados remotamente.

Com os resultados organizados em tabelas, conseguiu visualizar as falhas de cada talhão podendo dimensionar as perdas de produção, assim quantificando monetariamente o quanto o produtor poderia aumentar seus lucros corrigindo as falhas. É importante ressaltar que pode ter havido divergência nas informações dos talhões, uma vez que, quando analisados os resultados individualmente chegamos a diferenças de até 11%, mas quando analisamos o total, essa diferença é no máximo 0.51%. Outro aspecto corroborado foi a respeito do hora/homem/informação, o processo de quantificação através de dados levantados com a ARP somando-se a coleta de dados em campo e pós processamento das informações consumiu ao todo 10.5 h de projeto, sendo desse total 0.6 h coleta de dados em campo(sobrevoo), 4.65 h de processamento de dados e outras 5.25 h de classificação manual por linhas de plantio, onde foi adotado o espaçamento de 1 m entre plantas e 3.2 m entre linhas em uma área total de plantação de 14.78 ha. Já a coleta manual dessas informações de falhas de plantio consumiu ao todo 2.5 dias (20 h) de trabalho em campo, ou seja, aproximadamente 50% a mais do tempo comparado ao método que utilizamos, deixando claro o quão vantajoso essa tecnologia se mostra e que podem trazer grandes ganhos e agilidade para o produtor. Fica claro a importância dos dados coletados em campo, não simplesmente para quantificação do plantio, mas também, a diversidade e qualidade de informações que são captadas e processadas simultaneamente.

Outros estudos estão sendo realizados com outros tipos de sensores embarcados nas ARPs com o intuito de identificação de fungos, invasores e depreciadores que venham causar danos para a lavoura, assim com informações geográficas esses dados reconhecidos no estudo podem ser corrigidos pontualmente reduzindo-se os custos com a produção e aumento na produtividade.

 

CONCLUSÃO

Com todas as analises realizadas conclui-se a eficiência e desempenho da metodologia aplicada para a simples verificação de falhas, devido à proximidade entre os valores obtidos a partir de diferentes métodos de quantificação. As informações geradas são dados históricos que facilitam um trabalho eficaz e dinâmico quando comparado temporalmente com dados geográficos vinculados com informações da produção.

Conclui-se também uma estimativa percentual de crescimento do lucro, uma vez que, falhas serão corrigidas pontualmente e talhões pouco produtivos poderão ser removidos e melhor dimensionados, buscando sempre otimizar a lavoura. Outro ponto muito especifico é o banco de dados gerado a partir da tecnologia de Drones, trabalhamos em uma metodologia que a qualquer momento pode ser conferida e corrigida em um curto espaço de tempo, porém a contagem realizada em campo é uma operação árdua que aumenta a possibilidade de erros e se torna inviável sua checagem.

Assim então, conseguimos comprovar a eficácia de informações coletadas remotamente para a quantificação de plantio de café, mesmo esse plantio sendo localizado em um ambiente de difícil acesso e alta declividade para a aplicação da geotecnologia em questão. Conclui-se também por formas práticas que o mesmo estudo se mostra favorável para ser aplicado em outras plantações que não apresentam tais fatores e assim essa tecnologia pode se tornar uma grande aliada do produtor.

Fazenda Recreio, disponível em: http://www.recreioestatecoffee.com.br/fazenda

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