Métodos para Análise de Dano Foliar e Reconhecimento de Pragas na Agricultura Usando Técnicas Computacionais

dc.contributor.advisor1Soares, Fabrizzio Alphonsus Alves De Melo Nunes
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/7206645857721831
dc.contributor.referee1Soares, Fabrizzio Alphonsus Alves De Melo Nunes
dc.contributor.referee2Cabacinha, Christian Dias
dc.contributor.referee3Pedrini, Helio
dc.contributor.referee4Laureano, Gustavo Teodoro
dc.contributor.referee5Costa, Ronaldo Martins Da
dc.creatorVieira, Gabriel da Silva
dc.creator.Latteshttp://lattes.cnpq.br/9290516928216163
dc.date.accessioned2024-12-09T12:51:19Z
dc.date.available2024-12-09T12:51:19Z
dc.date.issued2024-08-02
dc.description.abstractThe application of computer techniques in agriculture has significantly improved rural activities, particularly crop monitoring, plant protection, and overall yield. This thesis emphasizes leaf analysis as a valuable tool for inspecting and continually improving plantations, as well as supporting decision-making and agricultural management interventions. Changes in leaves can lead to irreparable losses in productivity, the delivery of low-quality products, and significant economic impacts. To prevent production failures, it is crucial to efficiently monitor and identify whether pests are affecting productivity or remaining within acceptable levels. However, damage to the leaf silhouette can limit automated analysis, and the diversity in leaf shape and damage levels makes it challenging to delineate the compromised edge regions. This study introduces original computer-based methods for defoliation estimate, damage detection, leaf surface reconstruction, and pest classification that are prepared to address damage to the leaf boundaries. Notable aspects of this study include template matching for pattern recognition and pest classification using only traces of leaf damage. The methodological design of the study consists of a literature review, investigation of digital image processing techniques, computer vision and machine learning, software development, and formulation of experimental tests. The results indicate high accuracy in estimating leaf area loss with a linear correlation of 0.98, damage detection and pest classification with assertiveness above 90%, and visual restoration of regions affected by herbivory with SSIM scores between 0.68 and 0.94.por
dc.description.resumoTécnicas computacionais aplicadas à agricultura têm aprimorado atividades rurais e contribuído com o monitoramento de lavouras, proteção de plantas e melhor rendimento geral. Nesta tese, destacamos a análise foliar como ferramenta para inspeção e melhora contínua de plantações, bem como para subsidiar tomada de decisões e intervenções no manejo agrícola. Alterações foliares podem significar perdas irreparáveis de produtividade, entrega de produtos de baixa qualidade, e prejuízos econômicos significativos. Para mitigar prejuízos de produção, é necessário um monitoramento eficiente que aponte se a presença de pragas pode levar ao comprometimento da produtividade. Contudo, danos na silhueta foliar comprometem métodos automatizados de análise e a diversidade no formato de folhas e composição de danos dificultam o delineamento das regiões de borda comprometidas. Nesse sentido, apresentamos métodos originais baseados em computador, capazes de lidar com danos nas extremidades de folha, que viabilizam a estimativa de desfolha, detecção de dano, reconstrução de superfície foliar, e classificação de pragas. Dentre as novidades desse estudo estão o reconhecimento de padrões por meio de correspondência de templates e classificação de pragas usando apenas vestígios de danos foliares. O delineamento metodológico do estudo compreende revisão de literatura, investigação de técnicas de processamento digital de imagens, visão computacional e aprendizado de máquina, construção de software, e formulação de teste experimentais. Os resultados apontam para uma alta assertividade na estimativa de perda de área foliar com correlação linear de 0.98, detecção de dano e classificação de pragas com assertividade acima de 90%, e recomposição visual de regiões foliares afetadas por herbivoria com pontuações SSIM entre 0.68 e 0.94.
dc.identifier.citationVIEIRA, GABRIEL DA SILVA. Methods for Analyzing Leaf Damage and Recognizing Agricultural Pests Using Computer Techniques. Goiânia, 2024. Tese (Doutorado em Ciência da Computação) - Instituto de Informática, Universidade Federal de Goiás, Goiânia, 2024.
dc.identifier.urihttp://repositorio.bc.ufg.br/tede/handle/tede/13717
dc.languageeng
dc.publisherUniversidade Federal de Goiás
dc.publisher.countryBrasil
dc.publisher.departmentInstituto de Informática - INF (RMG)
dc.publisher.initialsUFG
dc.publisher.programPrograma de Pós-graduação em Ciência da Computação (INF)
dc.rightsAttribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 Internationalen
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
dc.subjectAnálise Foliarpor
dc.subjectHerbivoria por insetospor
dc.subjectEstimativa de desfolhapor
dc.subjectDetecção de objetopor
dc.subjectReconstrução de imagempor
dc.subjectClassificação de insetospor
dc.subjectLeaf Analysiseng
dc.subjectHerbivory by insectseng
dc.subjectDefoliation estimationeng
dc.subjectObject detectioneng
dc.subjectImage reconstructioneng
dc.subjectInsect classificationeng
dc.subject.cnpqCIENCIAS EXATAS E DA TERRA::CIENCIA DA COMPUTACAO
dc.titleMétodos para Análise de Dano Foliar e Reconhecimento de Pragas na Agricultura Usando Técnicas Computacionais
dc.title.alternativeMethods for Analyzing Leaf Damage and Recognizing Agricultural Pests Using Computer Techniqueseng
dc.typeTese

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