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https://repositorio.unipampa.edu.br/jspui/handle/riu/9872
Tipo: | Dissertação |
Título: | Aplicação de redes neurais convolucionais na estimativa da altura de pastagens nativas e cultivadas |
Autor(es): | Alves, Wendell Gasparoni da Luz |
Primeiro Orientador: | Ferreira, Ana Paula Lüdtke |
Coorientador: | Genro, Teresa Cristina Moraes |
1° Membro da banca: | Ferreira, Ana Paula Lüdtke |
2° Membro da banca: | Silveira, Márcia Cristina Teixeira da Silveira |
3° Membro da banca: | Bremm, Carolina |
4° Membro da banca: | Silva Jr, Edson Prestes e |
Resumo: | A produção animal em pasto exige uma boa estimativa da disponibilidade de forragem para que o manejo dos animais seja realizado com precisão, garantindo bons resultados no processo produtivo e evitando problemas de sobre- ou subpastejo. A literatura apresenta que a altura da vegetação pode ser utilizada como métrica para estimar a disponibilidade de alimento no pasto, pois está correlacionada com a quantidade de matéria seca disponível. Como vantagem, a altura é uma medida fácil de ser obtida no campo e requer pouca orientação sobre procedimentos, embora exija trabalho braçal se mensurada de forma direta. Este trabalho propõe uma solução para a medição da altura da vegetação em pastagens nativas e cultivadas, fazendo uso de técnicas de visão computacional. Particularmente, o sistema de inferência recebe uma imagem da vegetação e a processa por meio de redes neurais convolucionais, cada uma treinada especificamente para um tipo de vegetação, a fim de estimar sua altura média. As espécies de pasto usadas nos modelos apresentados neste trabalho são: vegetação nativa dos campos sul-brasileiros, azevém e capim-sudão, embora a técnica possa ser usada para qualquer outro tipo de vegetação. O uso de redes neurais convolucionais não é novo, mas sua aplicação específica para quantificar a altura da vegetação em pastagens representa uma abordagem pioneira. Os benefícios dessa abordagem incluem o desenvolvimento de uma aplicação para coleta de dados e sua integração com o aplicativo H-Pasture, que faz recomendação de entrada e saída de animais com base na altura média do pasto, possibilitando uma tomada de decisão mais acertada no manejo da pastagem. A automação desse processo pode contribuir para a redução de custos operacionais e aumentar a eficiência na produção, promovendo uma gestão mais sustentável dos recursos naturais. Os resultados obtidos apresentaram os seguintes coeficientes de correlação e erros médios absolutos: para pastagens nativas, 0,8949 e 1,5236 cm; para azevém, 0,96 e 1,3791 cm; e para capim-sudão, 0,81 e 7,9795 cm, respectivamente. Esses dados ressaltam a aplicabilidade da abordagem em atividades baseadas na produção animal em pasto, especialmente no manejo de pastagens nativas e azevém. |
Abstract: | Pasture-based livestock production requires an accurate estimation of forage availability to enable precise animal management, ensuring good results in the production process and preventing issues such as overgrazing or undergrazing. The literature shows the use of vegetation height to estimate forage availability in pastures, as it correlates with the amount of dry matter available. As an advantage, height is easily measured in the field and requires minimal procedural guidance, although it demands physical labor when measured directly. This work proposes a solution for measuring vegetation height in native and cultivated pastures using computer vision techniques. Specifically, the inference system processes an image of the vegetation through convolutional neural networks, each trained for a specific vegetation type, to estimate its average height. The pasture species used in the models presented in this work are native vegetation from the southern Brazilian grasslands, ryegrass, and Sudan grass. However, the same technique applies to any other type of vegetation. While convolutional neural networks are not new, their specific application for quantifying vegetation height in pastures represents a novel approach as far as our literature review shows. The benefits of this approach include the development of a data collection application and its integration with the H-Pasture app, which provides recommendations for animal entry and removal based on the average pasture height, enabling more accurate decision-making in pasture management. Automating this process can help reduce operational costs and increase production efficiency, promoting more sustainable management of natural resources. The results obtained the following correlation coefficients and mean absolute errors: 0.8949 and 1.5236 cm for native pastures, 0.96 and 1.3791 cm for ryegrass, and 0.81 and 7.9795 cm for Sudan grass, respectively. These data highlight the applicability of the approach in pasture-based livestock production activities, especially in the management of native pastures or ryegrass. |
Palavras-chave: | Aprendizado de máquina CNN Forragem Massa seca Pastagem Dry Fodder Forage Machine Learning Pasture |
CNPq: | CNPQ::ENGENHARIAS |
Idioma: | por |
País: | Brasil |
Editor: | Universidade Federal do Pampa |
Sigla da Instituição: | UNIPAMPA |
Campus: | Campus Bagé |
Curso: | Mestrado Acadêmico em Computação Aplicada |
Citação: | ALVES, Wendell Gasparoni da Luz. Aplicação de redes neurais convolucionais na estimativa da altura de pastagens nativas e cultivadas. 169 p. 2024. Dissertação (Mestrado em Computação Aplicada) – Universidade Federal do Pampa, Campus Bagé, Bagé, 2024. |
Tipo de Acesso: | Acesso Aberto |
URI: | https://repositorio.unipampa.edu.br/jspui/handle/riu/9872 |
Data do documento: | 17-Dez-2024 |
Aparece nas coleções: | Mestrado em Ciência e Engenharia de Materiais |
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