Sensoriamento remoto suborbital de alta resolução na detecção da cochonilha rosada da cana-de-açúcar saccharicoccus sacchari (Cockerell, 1895) (hemiptera: pseudococcidae)

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2024
Autor(a) principal: Silva, Allef De Souza
Orientador(a): Não Informado pela instituição
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Dissertação
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: Universidade Federal da Paraíba
Brasil
Fitotecnia e Ciências Ambientais
Programa de Pós-Graduação em Agronomia
UFPB
Programa de Pós-Graduação: Não Informado pela instituição
Departamento: Não Informado pela instituição
País: Não Informado pela instituição
Palavras-chave em Português:
Link de acesso: https://repositorio.ufpb.br/jspui/handle/123456789/35487
Resumo: Sugarcane is widely cultivated worldwide, with Brazil being the largest global producer and exporter. As such, this crop plays a fundamental role in the country's economy, generating millions of reais annually through sugar and ethanol production. Like any other crop, sugarcane is susceptible to pest attacks throughout its vegetative cycle, which can hinder its development to the extent that, if the producer does not make timely and appropriate decisions, significant economic losses in productivity may occur. Therefore, precise and efficient monitoring is essential and can be conducted using Remotely Piloted Aircraft (RPAs). In this context, the objective of this study was to detect occurrence patterns of S. sacchari in sugarcane crops using the NDVI and NDRE vegetation indices. The chosen study site was a 1.5-hectare sugarcane cultivation area located on the Mandaú farm in the municipality of Alagoa Grande-PB. A survey of S. sacchari population density in sugarcane at the stalk development stage was conducted. Random sampling points were selected using a zigzag walk pattern within the observational unit, with a sampling area of 10 m². At each point, 20 plants were selected 10 from the row on the left and 10 from the row on the right. Images were captured using a DJI Mavic 3 multispectral RPA. In parallel with correlation matrices and networks, a supervised factorial machine learning model was implemented to analyze the relationship between infestation levels—low (BNI) and high (ANI)—and the NDVI and NDRE vegetation indices. Gaussian univariate analyses (regression and correlation) and multivariate analyses using unsupervised machine learning showed consistency in the relationship between vegetation indices and infestation levels. According to the spatial analysis of vector disposition in the biplot of the factorial model, mediated by the cosine of angle θ, negative relationships were observed (cosine of angle θ > 130º = r > 0.60; R² > 0.70; P < 0.05) between the variables BNI vs. NDRE and NDVI vs. ANI, as well as weak relationships between NDVI and BNI and between NDRE and ANI (cosine of angle θ < 130º = r < 0.60; R² < 0.70; P < 0.05). Therefore, the results of this study provide evidence that suborbital remote sensing using the NDVI and NDRE vegetation indices offers complementary information for the indirect identification of injuries caused by S. sacchari in sugarcane crops. NDRE was found to be more strongly associated with low infestations, while NDVI was related to high infestations.
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Therefore, precise and efficient monitoring is essential and can be conducted using Remotely Piloted Aircraft (RPAs). In this context, the objective of this study was to detect occurrence patterns of S. sacchari in sugarcane crops using the NDVI and NDRE vegetation indices. The chosen study site was a 1.5-hectare sugarcane cultivation area located on the Mandaú farm in the municipality of Alagoa Grande-PB. A survey of S. sacchari population density in sugarcane at the stalk development stage was conducted. Random sampling points were selected using a zigzag walk pattern within the observational unit, with a sampling area of 10 m². At each point, 20 plants were selected 10 from the row on the left and 10 from the row on the right. Images were captured using a DJI Mavic 3 multispectral RPA. In parallel with correlation matrices and networks, a supervised factorial machine learning model was implemented to analyze the relationship between infestation levels—low (BNI) and high (ANI)—and the NDVI and NDRE vegetation indices. Gaussian univariate analyses (regression and correlation) and multivariate analyses using unsupervised machine learning showed consistency in the relationship between vegetation indices and infestation levels. According to the spatial analysis of vector disposition in the biplot of the factorial model, mediated by the cosine of angle θ, negative relationships were observed (cosine of angle θ > 130º = r > 0.60; R² > 0.70; P < 0.05) between the variables BNI vs. NDRE and NDVI vs. ANI, as well as weak relationships between NDVI and BNI and between NDRE and ANI (cosine of angle θ < 130º = r < 0.60; R² < 0.70; P < 0.05). Therefore, the results of this study provide evidence that suborbital remote sensing using the NDVI and NDRE vegetation indices offers complementary information for the indirect identification of injuries caused by S. sacchari in sugarcane crops. NDRE was found to be more strongly associated with low infestations, while NDVI was related to high infestations.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPESA cana-de-açúcar é amplamente cultivada em todo o mundo, sendo o Brasil o maior produtor e exportador em nível global, e assim, essa cultura desempenha papel fundamental na economia do país movimentando milhões de reais todos os anos com a fabricação de açúcar e etanol. A cana-de-açúcar, como qualquer outra cultura, sofre com ataques de pragas durante todo seu ciclo vegetativo, que prejudicam o desenvolvimento de tal forma que o produtor pode sofrer perdas econômicas expressivas na produtividade se não tomar decisões no tempo indicado e de forma correta. Assim, é evidente a importância do monitoramento preciso e eficiente que é passível de ser realizado com o uso de Aeronaves Remotamente Pilotadas (ARPs). Diante disso, o objetivo deste trabalho foi detectar padrões de ocorrência da S. sacchari na cultura da cana de-açúcar utilizando os índices de vegetação NDVI e NDRE. O local escolhido para a realização deste projeto foi uma área de cultivo de cana-de-açúcar com cerca de 1,5 hectares localizada na fazenda Mandaú, no município de Alagoa Grande-PB. Foi conduzido um levantamento da densidade populacional da S. sacchari em cana de açúcar no estádio de desenvolvimento do colmo. Foram escolhidos pontos aleatórios com caminhamento em zigue zague na unidade observacional, com amostragem em 10 m2, onde foram escolhidas 20 plantas por ponto, 10 plantas na fileira à esquerda e 10 plantas na fileira à direita. As imagens foram tomadas com uma ARP modelo Mavic 3 multiespectral da DJI. Em concomitante com as matrizes e redes de correlações foi implementado um modelo supervisionado fatorial de aprendizagem de máquina para analisar a relação infestação [nos níveis: baixa (BNI) e alta (ANI)] com os índices vegetativos NDVI e NDRE. As análises univariadas gaussianas (regressão e correlação) e multivariadas com aprendizagem de máquina não supervisionada, apresentaram paralelismo no que diz respeito ao relacionamento dos índices de vegetação com os índices de infestação. De acordo com análise espacial da disposição dos vetores no biplot do modelo fatorial, mediada pelo cosseno do ângulo θ, evidenciou-se relações negativas (cosseno do ângulo θ > 130º = r > 0,60; R2> 0,70; P < 0,05) entre as variáveis BNI versus NDRE e NDVI versus ANI, bem como baixa relação entre NDVI e BNI e entre NDRE versus ANI (cosseno do ângulo θ < 130º = r < 0,60; R2< 0,70; P < 0,05). Portanto, os resultados desta pesquisa revelam evidências que o sensoriamento remoto suborbital por meio dos índices de vegetação NDVI e NDRE são informações que se complementam para identificação indireta das injúrias ocasionadas por S. sacchari na cultura da cana-de-açúcar, estando o NDRE mais fortemente relacionado com baixas infestações, e o NDVI relacionando-se com altas infestações.Universidade Federal da ParaíbaBrasilFitotecnia e Ciências AmbientaisPrograma de Pós-Graduação em AgronomiaUFPBMalaquias, José Brunohttp://lattes.cnpq.br/1103370910009848Borges, Valéria Peixotohttp://lattes.cnpq.br/4609772912610631Silva, Allef De Souza2025-08-18T13:22:28Z2025-06-052025-08-18T13:22:28Z2024-09-06info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesishttps://repositorio.ufpb.br/jspui/handle/123456789/35487porinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UFPBinstname:Universidade Federal da Paraíba (UFPB)instacron:UFPB2025-08-19T06:06:27Zoai:repositorio.ufpb.br:123456789/35487Repositório InstitucionalPUBhttps://repositorio.ufpb.br/oai/requestdiretoria@ufpb.br||bdtd@biblioteca.ufpb.bropendoar:25462025-08-19T06:06:27Repositório Institucional da UFPB - Universidade Federal da Paraíba (UFPB)false
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description Sugarcane is widely cultivated worldwide, with Brazil being the largest global producer and exporter. As such, this crop plays a fundamental role in the country's economy, generating millions of reais annually through sugar and ethanol production. Like any other crop, sugarcane is susceptible to pest attacks throughout its vegetative cycle, which can hinder its development to the extent that, if the producer does not make timely and appropriate decisions, significant economic losses in productivity may occur. Therefore, precise and efficient monitoring is essential and can be conducted using Remotely Piloted Aircraft (RPAs). In this context, the objective of this study was to detect occurrence patterns of S. sacchari in sugarcane crops using the NDVI and NDRE vegetation indices. The chosen study site was a 1.5-hectare sugarcane cultivation area located on the Mandaú farm in the municipality of Alagoa Grande-PB. A survey of S. sacchari population density in sugarcane at the stalk development stage was conducted. Random sampling points were selected using a zigzag walk pattern within the observational unit, with a sampling area of 10 m². At each point, 20 plants were selected 10 from the row on the left and 10 from the row on the right. Images were captured using a DJI Mavic 3 multispectral RPA. In parallel with correlation matrices and networks, a supervised factorial machine learning model was implemented to analyze the relationship between infestation levels—low (BNI) and high (ANI)—and the NDVI and NDRE vegetation indices. Gaussian univariate analyses (regression and correlation) and multivariate analyses using unsupervised machine learning showed consistency in the relationship between vegetation indices and infestation levels. According to the spatial analysis of vector disposition in the biplot of the factorial model, mediated by the cosine of angle θ, negative relationships were observed (cosine of angle θ > 130º = r > 0.60; R² > 0.70; P < 0.05) between the variables BNI vs. NDRE and NDVI vs. ANI, as well as weak relationships between NDVI and BNI and between NDRE and ANI (cosine of angle θ < 130º = r < 0.60; R² < 0.70; P < 0.05). Therefore, the results of this study provide evidence that suborbital remote sensing using the NDVI and NDRE vegetation indices offers complementary information for the indirect identification of injuries caused by S. sacchari in sugarcane crops. NDRE was found to be more strongly associated with low infestations, while NDVI was related to high infestations.
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