“Traduzindo” imagens de drones

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Como fazer a leitura das imagens capturadas pelos vants de forma que elas sejam relevantes para os produtores nas tomadas de decisões?

O uso de Vants (Veículos Aéreos Não Tripulados) ou drones já é considerado algo trivial nos canaviais brasileiros. Usinas e fornecedores de cana fazem seus voos, muitas vezes por conta própria e sem qualquer dificuldade, graças às tecnologias oferecidas pelo mercado, que são de fácil operação e manuseio. Mas hoje “o pulo do gato” é ter uma equipe que saiba fazer a análise e interpretação das imagens capturadas por estas aeronaves.

Afinal, de nada adianta realizar o voo, coletar as imagens e depois não saber como extrair informações relevantes para a tomada de decisões no canavial. A ciência por trás do mapeamento aéreo é a fotogrametria, método já utilizado há mais de 150 anos através de sensores embarcados em plataformas aéreas, como em aviões tripulados. Porém, por possuir um alto custo de viabilidade, seus produtos eram restritos a órgãos públicos e grandes empresas de engenharia. A principal transformação com a chegada dos drones no mercado foi justamente a diminuição dos custos e a popularização desta ciência.

Hoje, a partir das imagens captadas pelos vants é possível produzir mapas digitais georreferenciados e ortoretificados, identificação de falhas de plantio, estresse hídrico, verificação e monitoramento da sanidade do canavial (limpeza, ervas daninhas e pragas), informações para estimativa de produtividade, necessidade de replantio e áreas para reforma. “O vant funciona como um indicador de problemas. Através das imagens aéreas é possível identificar onde está ocorrendo problemas no plantio, qual a sua dimensão e qual a sua localização exata no terreno.

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De posse destas informações, o agrônomo vai até o campo, onde os problemas estão localizados, identifica a sua causa e quais medidas serão necessárias para reparar. Fazendo uma breve analogia, as imagens aéreas geradas pelos vants são como um raio-X e têm a mesma função que para um médico, ou seja, auxiliar a tomada de decisão do agrônomo e otimizar sua ação contra um problema”, destaca Manoel Silva Neto, engenheiro cartógrafo e sócio-fundador da DronEng.

No mercado da cana-de-açúcar as soluções mais utilizadas hoje são: Topografia do terreno: por meio de imagens aéreas é possível realizar a topografia do terreno de maneira mais rápida e precisa, mapeando até 1.500 ha em um único voo e com um único operador em campo. Da forma tradicional, levantar a mesma área demoraria pelo menos dois meses e necessitaria de uma equipe muito maior. Levantamento de falhas no plantio: Em um primeiro momento, são geradas as imagens aéreas do plantio, através de um algoritmo de visão computacional que percorre toda área mapeada identificado as falhas do plantio. No final é possível produzir um relatório que mostra a porcentagem de falhas em cada talhão, o tamanho destas falhas e qual a sua localização no terreno.

Assim, é possível saber onde é preciso fazer o replante. Mapa de saúde da vegetação: por meio de sensores que capturam informações via ondas infravermelhas, é possível medir a interação da vegetação com os raios solares no processo de fotossíntese. Com isso, é gerado um mapa de saúde da vegetação, no qual é possível identificar quais áreas estão saudáveis e quais não estão. Com este mapa, o agrônomo vai até o plantio e verifica a causa das deficiências e quais ações serão tomadas.

Após as ações faz-se um novo voo e verifica-se se houve melhorias. Segundo George Alfredo Longhitano, diretor da G Drones, tais informações vão auxiliar o agricultor a reduzir gastos com insumos e defensivos e ainda aumentar a sua produtividade. Ou seja, em última instância, a tecnologia deve melhorar a rentabilidade das áreas de cultivo.

“Além disso, a topografia da área pode ser utilizada para o planejamento do plantio e preparo da terra.” Juliano Leal, da JL Tecnologias, conta que, além disso, alguns serviços de identificação de mapeamento de ervas daninhas, encontrando reboleiras das plantas infestantes já começaram a ser realizados nas usinas. “O serviço de cálculo de volume de bagaço de cana também vem sendo muito solicitado pelas indústrias que desejam dimensionar o seu estoque.”

MAPEAMENTO DE IMAGENS

Um projeto de mapeamento aéreo é dividido em três etapas. No primeiro momento é realizado o planejamento do voo em escritório, nesta etapa é identificada a área que será mapeada e definidas as faixas de voo que o drone irá percorrer capturando as imagens do terreno. No segundo momento, de acordo com Neto, estas imagens capturadas são processadas em escritório juntamente com as informações do GPS e do sistema inercial (sensor que mede os ângulos de rotação da aeronave no momento da captura da imagem) e após este processamento, é gerada a base cartográfica do terreno, composta pelo mosaico de imagens georreferenciadas, o modelo digital da superfície e o modelo digital do terreno. “De maneira simples, a base cartográfica traz o terreno para dentro do escritório, onde são tomadas as decisões estratégicas.”

Segundo Longhitano, ainda não existem softwares específicos para o setor canavieiro, pois a tecnologia e sua aplicação é relativamente nova. Entretanto, há bons softwares de geoprocessamento, inclusive gratuitos, que podem ser aplicados para o setor. É importante que os profissionais que realizam os serviços de mapeamento com drones tenham boas noções em cartografia, geoprocessamento, sensoriamento remoto e da cultura da cana-de-açúcar. Neto conta que já existe um algoritmo de busca de falhas no plantio desenvolvido a partir da demanda do setor canavieiro.

“Este algoritmo percorre as imagens aéreas demarcando as falhas acima de 50 cm no terreno. Através deste algoritmo é possível identificar, de maneira precisa qual a produção de cada talhão do plantio.” A Geo Agri desenvolveu uma série de algoritmos que permitem extrair informações das fotografias aéreas.

Segundo Paulo Henrique Amorim da Silva, gerente de Soluções em Sensoriamento Remoto Geo Agri, a ideia não é só entregar um mosaico de fotografias para o produtor, mais sim relatórios com informações que sejam relevantes para os gestores. “As usinas e demais produtores que já possuem uma equipe e estrutura de geoprocessamento, têm adquirido os vants e extraído informações diretamente sobre as imagens. Já as usinas e clientes que não possuem esta estrutura para processamento, têm efetuado os voos e enviado os dados para serem processados.

Nos especializamos em mapas específicos, como os de falha de plantio e mapeamento de linha de cana plantada, a fim de atender a demanda”, explica Silva. O Centro de Pesquisa da Embrapa Instrumentação de São Carlos trabalha, desde 1999, no desenvolvimento softwares que analisam com precisão e rapidez as imagens captadas. O pesquisador Lúcio André de Castro Jorge, coordenador das pesquisas envolvendo vants, explica que o software SisCob permite ao agricultor treinar o sistema para reconhecer, por cor, as diferenças que existem na imagem fazendo com que o software determine a área ocupada, por exemplo, por nematoides, plantas invasoras, identificar falhas de plantio, medir porcentagem de cobertura vegetal, dentre outras ações.

Outro software, que também é gratuito, é o GeoFielder, desenvolvido com o objetivo de coletar dados georreferenciados em campo. Castro Jorge explica que o programa permite mais precisão nos processos de vistoria, uma vez que as respostas são localizadas geograficamente. “Entre as aplicações estão à demarcação da propriedade, coleta de amostras georreferenciadas, aquisição de imagens e a inspeção e controle de operações.

O GeoFielder versão Android e para uso em tablets, permite esta operação. Já a versão Windows, para uso em notebooks, deve ser usado como auxílio para coleta de contornos em campo e para programar missões dos drones ou vants.

Ambos os softwares estão disponíveis para download gratuito no site http://labimagem. cnpdia.embrapa.br/.” Além das versões gratuitas, os programas foram licenciados para a empresa Stonway, que oferece cursos, serviços de customização e atualização dos sistemas. De acordo com Castro Jorge, a Embrapa tem investido no desenvolvimento de metodologias de processamento de imagens para drones capazes de operar em condições de campo adversas. “A utilização de drone na agricultura é bem mais barata e não tem volta.”

CONHECIMENTO É ESSENCIAL

Para traduzir as imagens é necessário que o técnico responsável pelo processamento tenha conhecimentos prévios em geoprocessamento, afinal, segundo Longhitano, a interpretação e extração de informações das imagens é parte essencial da aplicação da tecnologia. “O profissional que vai liderar isto deve aliar conhecimentos relativos ao cultivo e fisiologia da cana-de-açúcar, com os de geoprocessamento e sensoriamento remoto.

As equipes das usinas já possuem um corpo técnico com conhecimentos em agronomia e geoprocessamento, caberá, entretanto, aos profissionais, uma busca por capacitação para operar corretamente os vants e drones. Já existem no Brasil cursos e treinamentos oferecidos para isso. A GDrones e a Escola Profissional de vant, por exemplo, oferecem treinamentos customizados e cursos.”

Qualquer pessoa pode se dedicar aos estudos e processar os dados gerados pelos VANTS. “Vai depender muito do posicionamento estratégico da usina. Se historicamente a unidade já investe em pesquisa e desenvolvimento e possui tecnologias próprias, provavelmente ela fará todo o processo, inclusive o processamento de imagens e geração de soluções, porém, existem algumas unidades que historicamente terceirizam suas tecnologias, recebendo apenas os relatórios prontos para a tomada de decisão”, afirma Neto.

A DronEng também oferece cursos de capacitação para quem quer entrar neste novo mercado. São dois cursos online, um de mapeamento aéreo com drones e outro de processamento de dados. “Nós já temos mais de 850 alunos em nossa plataforma online EAD. E já começamos um curso presencial no qual oferecemos a experiência completa de trabalhar em um projeto de mapeamento aéreo com drones, todos com certificado de conclusão.”

O produtor de cana da Agropastoril Campanelli, Victor Campanelli, acredita que a tecnologia é melhor operada por empresas especializadas e prestadores de serviço que entregarão a usina ou agricultor um relatório já processado e de mais fácil interpretação. “Colocar um vant para voar parece ser brincadeira de criança, mas o que vem depois é muito mais complicado. É preciso fazer os mosaicos das imagens e processá-los em softwares específicos. A análise ocular de imagem a imagem não é a mais eficiente. Quando usam-se softwares apropriados, eles tem o poder de fazer centenas de milhares de cálculos e entregar uma imagem processada com um realce de anomalias, facilitando a análise e interpretação dos dados”, opina.

Essa matéria foi veiculada originalmente na Revista RPA News – Cana e Industria. Ano 15, número 181 – julho de 2016.

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