Drones garantem 66% de acurácia no monitoramento de cuidados com pastagens

Os experimentos contaram com IA para estabelecer parâmetros de monitoramento e melhor produtividade na pecuária, que podem ser estendidos a outras regiões brasileiras

Pesquisas da Embrapa apontam que o uso de drones para o monitoramento da cobertura e altura de cuidados com pastagens alcançou 66% de acurácia no Cerrado baiano. Os experimentos, realizados entre 2019 e 2021, reforçam a qualificação dessa ferramenta de sensoriamento remoto para aumentar a eficiência da agropecuária, com otimização do tempo, produtividade do trabalho no campo e ampliação da capacidade de observação e controle da produção rural.

A pesquisa foi desenvolvida na Fazenda Trijunção, no município de Cocos, interior da Bahia, em sistema de pecuária. Segundo a pesquisadora da Embrapa Pecuária Sul (RS) Márcia Silveira, o trabalho comparou os dados digitais da altura do pasto e cobertura do solo, captados a partir das imagens feitas por drones, com os valores observados a campo, comparando com dados obtidos em métodos tradicionais de medição, como a avaliação por equipe treinada e mensuração com régua de manejo, bem como avaliação de cobertura do solo e amostragem de forragem.

“O nosso objetivo foi verificar se um drone comum, passível de ser adquirido por um produtor, aliado a um treinamento de máquina, pode auxiliar na estimativa da cobertura vegetal e altura da planta. Queríamos avaliar se o uso correto dessa ferramenta pode ajudá-los na tomada de decisões relacionadas ao manejo do gado, mediante esse comparativo entre as imagens geradas pelo drone e as informações obtidas no campo, considerando medição de altura, corte de forragem e cobertura do solo pela planta forrageira”, explica Silveira.

O objetivo é auxiliar os produtores rurais no manejo de seus rebanhos, considerando a altura da planta, forragem e cobertura vegetal.

As bandas de imagens realizadas por drones em diferentes épocas, durante dois anos, foram comparadas com três classes de cobertura do solo, que representam o manejo de uma propriedade pecuária: pré-pastejo, em pastejo e pós-pastejo, além de uma categoria denominada de solo exposto. O software R-Studio, de recuperação de dados, foi usado para validação do algoritmo e análise das imagens captadas pelo drone. A fórmula aplicada combinou as diferentes bandas da imagem para predizer a classe de cobertura e altura do pasto.

Inteligência artificial ajuda a correlacionar dados de manejo e cuidados com pastagens

A metodologia empregada utilizou a técnica de aprendizado de máquina (machine learning) em ambiente digital. De acordo com o engenheiro agrônomo e doutorando em Agronomia da Universidade Federal de Viçosa (UFV) Pedro Almeida, o script desenvolvido durante o estudo é um compilado de diversas ferramentas utilizadas para classificação digital de imagens.

“Utilizamos a resposta espectral das imagens de drone para correlacionar com as classes de manejo de pastagens. A partir dos dados de campo, comparamos as variáveis com as leituras realizadas em campo. Ao final, foi possível estabelecer relações entre a cobertura do solo e a altura da planta, possibilitando a automatização da área completa, em vez de apenas uma amostragem estatística”, comenta Pedro.

Considerando todo o conjunto de dados, o modelo ajustado alcançou 66% de exatidão e índice Kappa 0,53 na predição das quatro classes (pré-pastejo, em pastejo, pós-pastejo e solo descoberto). O coeficiente Kappa mede a concordância entre duas formas de avaliação – no caso, a análise do software a partir das imagens de drone e a medição convencional feita a campo.

Flávia Santos, pesquisadora da Embrapa Milho e Sorgo (MG) e líder do Projeto Trijunção, do qual esse estudo faz parte, destaca que o desenvolvimento dos procedimentos para processamento e a análise de imagens de drones realizados pela Embrapa durante a pesquisa reforçam os benefícios do uso do sensoriamento remoto como ferramenta auxiliar no manejo de pastagens. “Futuramente, os estudos podem servir como base para a criação de novos produtos, como aplicativos para smartphones, otimizando ainda mais o trabalho no campo”, acrescenta.

“Com o banco de dados referente a apenas dois anos já foi possível visualizar o potencial desse tipo de informação. Vamos continuar fazendo o monitoramento para obter mais dados e aumentar a robustez do script para o treinamento de máquina. Esperamos, com mais dados, extrapolar esse tipo de informação para diferentes tipos de pastagens”, pontua a pesquisadora.

O uso de vants (veículos aéreos não tripulados) é mais uma estratégia para aumentar a eficiência da atividade pecuária, auxiliando no planejamento e manejo das pastagens, a partir do equilíbrio entre oferta e demanda de alimento para os animais. O ponto-chave está na disponibilidade de forragem em quantidade e qualidade, além da manutenção das condições de persistência e rebrote das plantas de forma rápida e vigorosa.

“Os resultados reforçam a qualificação dessa ferramenta de sensoriamento remoto para auxiliar no campo, com otimização do tempo e visando à eficiência no controle da produção rural”

“A altura pode ser utilizada como critério prático para definir o momento ideal de pastejo, bem como permite identificar a necessidade ou não de realização de ajustes de carga animal, visando estabelecer condições ótimas de utilização do pasto mediante os principais processos envolvidos no crescimento e utilização das plantas forrageiras sob pastejo. Para que essas recomendações de altura possam ser respeitadas, faz-se necessário o monitoramento das áreas de pastagem com maior frequência, no sentido de tomar decisões de ajuste de carga e rotação dos animais entre as áreas de forma mais efetiva. Logo, a utilização de técnicas de monitoramento, como o sensoriamento remoto, apresenta-se como promissora no auxílio às tomadas de decisão referentes ao manejo de pastagens”, conclui Silveira. 

INTEGRAÇÃO DE TECNOLOGIAS NO CAMPO

Para Manoel Filho, também pesquisador da Embrapa Milho e Sorgo, a integração de tecnologias que aumentem a eficiência dos monitoramentos da propriedade rural tem sido uma busca constante na produção agropecuária moderna, visando auxiliar a gestão e execução dos processos produtivos em um cenário de escassez de mão de obra. O oeste da Bahia, onde o estudo vem sendo realizado, é caracterizado pela produção em grandes extensões e um estreito período de produção nos sistemas de sequeiro. Nessa realidade, o emprego de métodos práticos, de grande alcance e confiáveis de monitoramento, como o uso de drones, torna-se fundamental.

“O nosso trabalho tornou muito perceptível a agilidade do drone para o levantamento das informações, uma vez que leva apenas três horas para cobrir completamente uma área experimental de mais de 100 hectares”, destaca o geólogo e doutorando da Universidade Federal de Viçosa (UFV) Cláudio Andrade.

“As imagens digitais geram bancos de dados visuais de fácil acesso e disponibilização.”

Além disso, as imagens produzidas tornam-se, automaticamente, um banco de dados visuais de fácil acesso e disponibilização. O aumento da acurácia, fruto desses resultados, aponta que esse modelo tem potencial para se configurar como um auxílio significativo para o manejo de pastagens em grande escala. Monitoramentos adicionais estão sendo realizados pela pesquisadora da Secretaria da Agricultura, Pecuária, Produção Sustentável e Irrigação Rio Grande do Sul (SEAPDR-RS) Carolina Bremm, que trabalha na melhoria de acurácia e validação do modelo.

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