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Tipo: Dissertação
Título: MACHINE LEARNING PARA DETECÇÃO DE Pratylenchus brachyurus NA CULTURA DA SOJA UTILIZANDO IMAGENS MSI/SENTINEL-2
Título(s) alternativo(s): MACHINE LEARNING FOR DETECTION OF Pratylenchus brachyurus IN SOYBEAN CULTURE USING MSI/SENTINEL-2 IMAGES
Autor(es): Nogueira, Lorena Cristina A.
Primeiro Orientador: Geraldine, Alaerson Maia
Primeiro Coorientador: Alves, Tavvs Micael
Primeiro Membro da Banca: Cremon, Hédipo Henrique
Segundo Membro da Banca: Teixeira, Marconi Batista
Resumo: A soja é a cultura mais importante do agronegócio brasileiro. Os nematoides podem comprometer sua produtividade e estabilidade econômica mundial. O sensoriamento remoto é uma ciência capaz de proporcionar ferramentas para minimizar os prejuízos causados pelos nematoides. Monitoramento e classificações derivadas de sensores remotos possuem grande potencial para tomada de decisão sobre o manejo de nematoides. Classificadores baseados em aprendizado de máquina são cada vez mais utilizados em alternativas as técnicas tradicionais de classificação de imagens. Este estudo objetivou avaliar o potencial de algoritmo de aprendizado de máquina para classificação temporal de imagens orbitais obtidas pelo sensor multispectral imager (MSI) acoplado ao satélite Sentinel-2. Índices de vegetação foram utilizados para a predição de agrupamentos de plantas infectadas pelo nematoide Pratylenchus brachyurus na cultura da soja. Para validação da ocorrência desses fitoparasitas em campo foi realizado um voo exploratório com um drone da área de interesse, para identificar os possíveis agrupamentos de plantas infectadas, foram identificadas cinco zonas com plantas de soja que apresentaram características dos sintomas causados por nematoides, realizou-se coletas de solo e raízes de plantas para análises laboratoriais. No processo de aquisição das imagens orbitais, foram escolhidas imagens durante todo o ciclo da cultura, ou seja, outubro de 2018 a janeiro de 2019. Os dados foram divididos em agrupamentos de imagens para definir quatro modelos de classificação. Para a elaboração dos modelos de classificação utilizou-se o classificador Random Forest, a avaliação da classificação foi avaliada por validação cruzada de 10-folds, exatidão global e índice Kappa. Foi calculado uma métrica de importância através do índice de Gini para as variáveis utilizadas nos modelos. O melhor modelo para a detecção de P. brachyurus foi o modelo que utilizou todas as variáveis preditoras disponíveis, ou seja, época 4, o índice de vegetação classificado como o mais sensível a identificar agrupamentos de plantas infectadas por nematoides para essa época foi o GLI. Dessa forma, o classificador Random Forest apresentou resultados satisfatórios e poderá ser utilizado com alternativa a análise multitemporal para predição da ocorrência de nematoides em cultura de soja.
Abstract: Soybean is the most important crop for agribusiness. Nematodes can threat soybean yield and worldwide economy. Remote sensing is a science with many technological tools used to prevent yield losses by nematodes. Monitoring and remote sensing classifications have potential for better decision-making. Classifiers based on machine learning are increasingly used as alternatives to traditional image classification techniques. This study aimed to evaluate the potential of machine learning algorithms for temporal classification of orbital images obtained by the multispectral imager (MSI) coupled to Sentinel-2 satellite. Vegetation indexes were used to predict clusters of plants infected by the nematode Pratylenchus brachyurus in soybean. For validating the occurrence of these phytoparasites in the field, an exploratory flight was conducted using a quadricopter drone to identify possible clusters of infected plants. Five zones showing visible symptoms of nematode-infested plants were identified. Soil and plant roots were collected for laboratory analysis. Orbital images were chosen throughout the crop cycle from October 2018 to January 2029. The data were divided into four classification models using the Random Forest classifier. The classification accuracy was determined by a 10-fold cross validation, global accuracy, and Kappa index. An importance metric was calculated using the gini index for the variables used on models. The best model for detection of P. brachyurus used all available predictor variables. The vegetation index GLI was the most sensitive to identify clusters of nematode-infested plants. Thus, the Random Forest classifier presented satisfactory results and can be used as an alternative to multitemporal analysis to predict the occurrence of nematodes in soybean crops.
Palavras-chave: Sensoriamento Remoto
Fitonematoide
Machine learning
Rondom Forest
Agricultura de Precisão
RPA
Área do CNPq: CIENCIAS AGRARIAS::AGRONOMIA
Idioma: por
Pais: Brasil
Editor: Instituto Federal Goiano
Sigla da Instituição: IF Goiano
Campus: Campus Rio Verde
Programa/Curso: Programa de Pós-Graduação em Ciências Agrárias – Agronomia
Tipo de Acesso: Acesso Aberto
metadata.dc.rights.uri: http://creativecommons.org/licenses/by-nc/3.0/br/
URI: https://repositorio.ifgoiano.edu.br/handle/prefix/1827
Data do documento: 30-Nov-2020
Aparece nas coleções:Mestrado em Ciências Agrárias - Agronomia

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