Falhas no canavial: avanço tecnológico na determinação de falhas a partir de imagens aéreas

Por: Marcelo Rodrigues Barbosa Júnior e Cristiano Zerbato

Importância das tecnologias na Agricultura de Precisão

Um dos setores mais beneficiados com a chegada das tecnologias é o setor agrícola; a capacidade de obter informações mais precisas das áreas produtivas torna uma tomada de decisão mais assertiva e é justamente nesse ponto que se insere as tecnologias de maneira geral.

A obtenção de dados de uma lavoura é o pontapé inicial para um maior retorno produtivo. Os dados em questão referem-se à máxima extração de informações a respeito da cultura a ser implantada.

Mas não para por aí, os dados obtidos para o início de um cultivo é apenas o começo para a aquisição de bons resultados, um ponto importantíssimo quando o assunto referido é a obtenção de dados, faz referência ao acompanhamento do desenvolvimento fenológico dada uma cultura, principalmente no que diz respeito a sua sanidade e sua população em campo.

Figura 1. Captação de imagens para mensuração de falhas no canavial via drone

A agricultura de precisão (AP) é um sistema de gerenciamento da produção capaz de promover informações úteis à tomada de decisão com base em uma representação realista dos fatores que interferem na produção das lavouras; o uso de equipamentos tecnológicos conciliado a esse sistema de gerenciamento permite uma precisão e acurácia ainda maior no levantamento dessas informações, permitindo administrar as operações de manejo e otimizando a utilização de insumos baseada no princípio de variabilidade do solo e clima.

O gerenciamento de uma área produtiva é diretamente relacionado a dois fatores: quantidade e qualidade das informações obtidas do seu cultivo. A característica que define esses dois fatores diz respeito ao quão representativo estão as variabilidades existentes na área, excepcionalmente a variabilidade espacial.

Uma das principais esferas da agricultura de precisão é o sensoriamento remoto, por sua vez caracterizado pela prática de obter informações das lavouras sem que haja um contato físico, realizando a coleta dos dados por meio de uma interação da radiação eletromagnética com a superfície terrestre.

Os sensores remotos são classificados como: terrestre, esse tipo de sensor pode ser portátil ou acoplado a uma plataforma terrestre de condução; Sub-orbital, sensores acoplados a plataformas aéreas (Ex.: Drones), e os sensores orbitais, caracterizando o uso de imagens de satélites.

O princípio de funcionamento desses sensores pode ser de maneira ativa (que emitem a própria fonte de luz, no caso os sensores terrestres) e passiva (que dependem da luz solar, no caso imagens aéreas e orbitais). A determinação do tipo de sensor a ser utilizado está diretamente ligada ao propósito do levantamento de informações e ao seu nível de detalhamento, principalmente.

Uma ferramenta inovadora no setor agrícola são as aeronaves remotamente pilotadas, do inglês remotely piloted aircraft (RPA), ou popularmente chamada de drones. O uso dessa plataforma aérea permite o acoplamento de sensores ópticos, deste modo tornando mais prática, eficiente e detalhada a coleta de informações sobre as áreas produtivas.

Este fato é proporcionado pela capacidade da aeronave em sobrevoar e realizar um imageamento total da área, fornecendo informações de tal maneira a propiciar um banco de dados muito importante para posterior tomada de decisão, não restringindo quaisquer culturas.

Os drones permitem uma coleta de informações em uma maior frequência ao longo do período de desenvolvimento das culturas, reduzindo as variáveis de interferência quando comparado a outros tipos de plataformas, levando em consideração ainda que, a alta resolução das imagens que são obtidas pelos drones é o fator principal e de maior importância quando se trabalha com AP, pois isso se trata de uma maior eficiência no grau de detalhamento do objeto alvo, que neste caso são as culturas. Esse alto nível de detalhamento é o que de fato detecta as variabilidades de menor proporção que também são de grande importância.

Impactos das falhas na cultura da cana-de-açúcar

A cana de açúcar está representada em ampla área produtiva no Brasil, destacando-o como maior país produtor desta cultura, a qual se tem o maior aproveitamento na fase de geração de produtos, salientando ainda que o gerenciamento do cultivo é o real responsável pelo rendimento da cultura em campo.

Uma das grandes causas que interferem na produtividade e posterior rendimento da cultura está atrelado a população de plantas por área, este fato se dá pela presença de falhas em meio as linhas de plantio.

As falhas são facilmente encontradas em todos os canaviais, o que os diferenciam é a proporção e dimensão dessas falhas. Canaviais que estão no início do ciclo produtivo têm menor probabilidade de apresentar falhas, mas ainda assim são presentes, entretanto, canaviais próximos da reforma estão propícios à maior presença de falhas.

Mas qual o motivo do canavial estar com tantas falhas? Aliás, o que é considerado uma falha? Como posso determinar o percentual de falhas do meu canavial?… Esses são apenas alguns dos vários questionamentos que se tem a respeito dos canaviais!

Figura 2. Exemplos de falhas no canavial

Inicialmente, o fato da existência de falhas nos canaviais é devido a ocorrência de vários fatores, seja pela qualidade das mudas/colmos distribuídas nos sulcos, presença de pragas ou doenças, manejo inadequado na aplicação de defensivos, ao tráfego excessivo de máquinas em campo, aos danos e abalos ocasionados pela colheita mecanizada, enfim, inúmeros fatores, considerando ainda que o vigor das plantas a cada colheita vai diminuindo, estimulando ainda mais a presença das falhas.

E o que de fato é uma falha? Falha é considerado o espaço sem a presença de plantas entre dois colmos numa mesma linha de plantio, e para que essas falhas sejam mensuradas pode ser utilizada a tecnologia de capturas de imagens aéreas por drones, possibilitando uma leitura real e precisa das falhas em área total.

Determinação de falhas nas linhas de plantio

O fato de se utilizar os drones para levantamentos aéreos proporciona grandes vantagens aos produtores de cana-de-açúcar, a potencialidade dessa ferramenta é imensa. Com as imagens obtidas pelo drone é possível obter informações de falhas de áreas desejadas, além de poder fazer um acompanhamento ano-a-ano da cultura e averiguar seu desempenho em campo.

O modo como as falhas são extraídas das imagens vêm de uma série de processos, que são dependentes desde as características do planejamento de voo ao processamento das imagens. Alguns atributos produtivos da cultura são muito importantes para se ter uma representação significativa das falhas nas linhas de plantio, principalmente a altura das plantas, uma vez que alturas de planta muito elevada podem mascarar o real resultado.

Figura 3. Planejamento de voo para identificação das falhas

Os passos iniciais para execução desta ferramenta é selecionar um talhão ou área de interesse e designar um plano de voo para esta área. Durante a execução do voo, que será de forma autônoma, o drone captura imagens de toda área determinada, georreferenciando cada imagem capturada.

Após o registro de todas imagens, há a ortomosaicagem (junção de todas as imagens por meio de técnicas de fotogrametria). Posteriormente ocorre o processamento para identificação das linhas de plantio, onde são extraídos os perímetros onde não há a presença de plantas juntamente de suas respectivas dimensões, assim são caracterizadas as falhas no canavial.

Tomada de decisão no canavial

Em meio uma diversidade de alternativas de escolha encontradas no meio produtivo, por meio da agricultura de precisão torna-se mais assertiva a tomada de decisão. A necessidade de escolha de uma prática ou técnica a ser efetuada no canavial é determinada pelos dados que foram coletados, essas informações que foram obtidas serão utilizadas na tomada de decisão, fornecendo ao produtor um diagnóstico da sua cultura exibindo os problemas encontrados, o que facilita na escolha do que deve ser feito e como fazer para solucionar o problema. Práticas como as zonas de manejo são utilizadas nesse processo.

As zonas de manejo são delimitações da área na tentativa de se obter subáreas homogêneas para direcionar os tratamentos necessários, essas práticas são utilizadas nas lavouras baseadas nos problemas encontrados de acordo com a obtenção dos dados, essa é uma maneira de poder solucionar os problemas com maior eficiência e assertividade, respeitando as variabilidades existente na área.

Problemas como as falhas no canavial podem ser solucionados a exemplo de um replantio dos pontos de falhas, ou até mesmo optar pela reforma do canavial. Para decidir qual escolha ser tomada deve-se levar em consideração não só o fato da existência das falhas, mas sim sua proporção, idade do canavial, histórico da área, ambiente de produção e também uma análise econômica, pois um dos processos que necessita de maior investimento no canavial é a reforma.

Figura 4. Falhas identificadas nas imagens aéreas por drone

Por: Eng. Agr. Marcelo Rodrigues Barbosa Júnior e prof. Dr. Cristiano Zerbato

Departamento de Engenharia e Ciências Exatas

UNESP – Campus de Jaboticabal