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Tese

Obtaining and using aerial thermal images for the study of in-field crop spatial variability (2021)

  • Authors:
  • Autor USP: ACORSI, MATHEUS GABRIEL - ESALQ
  • Unidade: ESALQ
  • Sigla do Departamento: LEB
  • Subjects: AERONAVES NÃO TRIPULADAS; ÁGUA DO SOLO; CÂMERAS FOTOGRÁFICAS; DEFICIT HÍDRICO; LAVOURA; PROCESSAMENTO DE IMAGENS; TERMOGRAFIA; VARIABILIDADE ESPACIAL
  • Language: Inglês
  • Abstract: O uso de câmeras termográficas embarcadas em aeronaves remotamente pilotadas (RPA) expandiu as aplicações da termografia, sobretudo na agricultura, em que é demandada alta resolução espacial e temporal. Entretanto, obter medidas de temperatura acuradas a partir destes sensores nem sempre é trivial em virtude da instabilidade de sua acurácia e da dificuldade de produzir ortomosaicos a partir de imagens termais. Nesse sentido, superar esses problemas se mostra fundamental para garantir níveis de acurácia compatíveis com aplicações práticas, a exemplo da detecção do estresse hídrico das plantas, em que pequenas diferenças na temperatura do dossel podem refletir um princípio de estresse hídrico. Neste estudo, foi testada uma câmera termográfica de baixo custo em condições proximais e aéreas, com enfoque no desenvolvimento de uma metodologia prática capaz de fornecer melhores níveis de acurácia nas leituras de temperatura, bem como, minimizar os problemas inerentes ao processamento fotogramétrico. Os resultados incluem um método de co-registro das imagens termais, capaz de mitigar os problemas enfrentados na etapa de alinhamento das imagens, favorecendo assim, a obtenção de ortomosaicos da área integral. Em termos de acurácia, foram desenvolvidos modelos de calibração de acordo com a altitude de voo e condições meteorológicas, elevando a acurácia final dos dados de temperatura para menos de 2°C (root mean squared error - RMSE), com melhores resultados obtidos com a configuraçãode "blending mode" ajustada pela média. Essa metodologia foi posteriormente empregada para investigar a relação entre a temperatura do dossel das plantas coletada por meio das imagens aéreas com atributos relacionados ao estresse hídrico numa lavoura de milho em regime de sequeiro. Enquanto as imagens aéreas eram tomadas, efetuou-se uma amostragem direcionada ao longo da lavoura para que fossem coletados dados relativos ao teor de água na planta e no solo. Os resultados demonstraram que a área apresentava alta variabilidade no conteúdo de água no solo, com coeficiente de variação de 23.3%, e valores de umidade volumétrica próximos aos de ponto de murcha permanente, confirmando a condição de déficit hídrico no solo. Tal resultado foi evidenciado nas medidas de temperatura do dossel, que variaram entre 32.8 até 40.6°C entre os pontos amostrais. Apesar da temperatura do dossel das plantas ter apresentado correlação com a maioria dos atributos físicos do solo, os resultados da regressão linear simples entre temperatura e umidade volumétrica do solo atingiram coeficientes de determinação (R2) ≤ 0.26,, indicando que a temperatura do dossel não é suficiente para predizer o conteúdo de água no solo. Apesar disso, quando a temperatura do dossel foi associada com alguns atributos físicos do solo em uma regressão linear múltipla, a capacidade preditiva do modelo foi elevada drasticamente, alcançando valores de R2 ≥ 0.83,o que demonstra a potencialidade do uso datemperatura das plantas em associação com dados pré-existentes de física do solo como ferramenta para análise da variabilidade espacial do teor de água no solo durante o ciclo da cultura
  • Imprenta:
  • Data da defesa: 26.04.2021
    • Acesso à fonte
    How to cite
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    • ABNT

      ACORSI, Matheus Gabriel. Obtaining and using aerial thermal images for the study of in-field crop spatial variability. 2021. Dissertação (Mestrado) – Universidade de São Paulo, Piracicaba, 2021. Disponível em: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/11/11152/tde-04082021-132031/. Acesso em: 11 jun. 2024.

    • APA

      Acorsi, M. G. (2021). Obtaining and using aerial thermal images for the study of in-field crop spatial variability (Dissertação (Mestrado). Universidade de São Paulo, Piracicaba. Recuperado de https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/11/11152/tde-04082021-132031/

    • NLM

      Acorsi MG. Obtaining and using aerial thermal images for the study of in-field crop spatial variability [Internet]. 2021 ;[citado 2024 jun. 11 ] Available from: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/11/11152/tde-04082021-132031/

    • Vancouver

      Acorsi MG. Obtaining and using aerial thermal images for the study of in-field crop spatial variability [Internet]. 2021 ;[citado 2024 jun. 11 ] Available from: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/11/11152/tde-04082021-132031/

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