Sensor a laser na gestão localizada de pomares de laranja

Autor(es)

André Freitas Colaço

• Tipo de documento: Tese de Doutorado
• Imprenta: Piracicaba.
• Instituição: Universidade de São Paulo (USP). Escola Superior de Agricultura Luiz de Queiroz (ESALA/BC)
• Data de defesa: 2016-12-12

Membros da banca

Jose Paulo Molin; Ricardo Yassushi Inamasu; Luiz Carlos Estraviz Rodriguez

• Orientador: Jose Paulo Molin; Alexandre Escolà Agustí

Resumo

Sensores baseados em tecnologia LiDAR (Light Detection and Ranging) têm o potencial de fornecer modelos tridimensionais de árvores, provendo informações como o volume e altura de copa. Essas informações podem ser utilizadas em diagnósticos e recomendações localizadas de fertilizantes e defensivos agrícolas. Este estudo teve como objetivo investigar o uso de sensores LiDAR na cultura da laranja, uma das principais culturas de porte arbóreo no Brasil. Diversas pesquisas têm desenvolvido sistemas LiDAR para culturas arbóreas. Porém, normalmente tais sistemas são empregados em plantas individuais ou em pequenas áreas. Dessa forma, diversos aspectos da aquisição e processamento de dados ainda devem ser desenvolvidos para viabilizar a aplicação em larga escala. O primeiro estudo deste documento (Capítulo 3) focou no desenvolvimento de um sistema LiDAR (Mobile Terrestrial Laser Scanner - MTLS) e nova metodologia de processamento de dados para obtenção de informações acerca da geometria das copas em pomares comerciais de laranja. Um sensor a laser e um receptor RTK-GNSS (Real Time Kinematics - Global Navigation Satellite System) foram instalados em um veículo para leituras em campo. O processamento de dados foi baseado na geração de uma nuvem de pontos, seguida dos passos de filtragem, classificação e reconstrução da superfície das copas. Um pomar comercial de laranja de 25 ha foi utilizado para a validação. O sistema de aquisição e processamento de dados foi capaz de produzir uma nuvem de pontos representativa do pomar, fornecendo informação sobre geometria das plantas em alta resolução. A escolha sobre o tipo de classificação da nuvem de pontos (em plantas individuais ou em seções transversais das fileiras) e sobre o algoritmo de reconstrução de superfície, foi discutida nesse estudo. O segundo estudo (Capítulo 4) buscou caracterizar a variabilidade espacial da geometria de copa em pomares comerciais. Entender tal variabilidade permite avaliar se a aplicação em taxas variáveis de insumos baseada em sensores LiDAR (aplicar quantias de insumos proporcionais ao tamanho das copas) é uma estratégia adequada para otimizar o uso de insumos. Cinco pomares comerciais foram avaliados com o sistema MTLS. De acordo com a variabilidade encontrada, a economia de insumos pelo uso da taxa variável foi estimada em aproximadamente 40%. O segundo objetivo desse estudo foi avaliar a relação entre a geometria de copa e diversos outros parâmetros dos pomares. Os mapas de volume e altura de copa foram comparados aos mapas de produtividade, elevação, condutividade elétrica do solo, matéria orgânica e textura do solo. As correlações entre geometria de copa e produtividade ou fatores de solo variaram de fraca até forte, dependendo do pomar. Quando os pomares foram divididos entre três classes com diferentes tamanhos de copas, o desempenho em produtividade e as características do solo foram distintas entre as três zonas, indicando que parâmetros de geometria de copa são variáveis úteis para a delimitação de unidades de gestão diferenciada em um pomar. Os resultados gerais desta pesquisa mostraram o potencial de sistemas MTLS para pomares de laranja, indicando como a geometria de copa pode ser utilizada na gestão localizada de pomares de laranja. (AU)

• Processo FAPESP: 13/18853-0 - Sensores a laser e a ultrasson na mensuração do volume de copa de laranjeiras para aplicação de insumos em taxas variáveis
• Beneficiário: André Freitas Colaço
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado