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Tipo documento: Trabalho de Conclusão de Curso
Título: Gerenciamento da irrigação na cultura da uva aplicando-se redes neurais artificiais
Autor(es): Souza, Ricardo Silva de
Orientador(a): Borges, Pedro Hurtado de Mendoza
Membro da Banca: Borges, Pedro Hurtado de Mendoza
Membro da Banca: Miyazaki, Rosina Djunko
Membro da Banca: Silva, Iolanda Antônia da
Resumo : O uso correto da água na irrigação é uma importante estratégia para incrementar a produção e produtividade de culturas agrícolas, pois sendo aplicada de forma racional e sustentável pode contribuir significativamente para o aumento da rentabilidade da propriedade e a preservação do meio ambiente. A irrigação correta traz uma maior eficiência no uso da água, da energia e dos insumos, podendo, ainda, reduzir os riscos associados à atividade. Com base nos estudos percebe-se que as redes neurais artificiais constituem uma poderosa e viável ferramenta computacional no processamento de informações e que podem ser muito úteis para determinar as lâminas de água a serem aplicadas em culturas agrícolas a partir de medições da produtividade dos talhões e do volume de precipitação registrado nas instalações meteorológicas da região. Assim, esses modelos devem fornecer subsídios que permitam controlar o sistema de irrigação em termos de economia de água e proteção ao meio ambiente. Com isso o objetivo do trabalho é gerenciar a irrigação na cultura da uva, em função da precipitação mensal aplicando-se redes neurais artificiais. Este estudo foi realizado na Fazenda Melina, localizada no município de Nova Mutum, Mesorregião do Norte Mato-Grossense. Inicialmente, coletaram-se os dados de precipitação média mensal ao longo de quatro anos, bem como as lâminas de irrigação aplicadas aos talhões entre os meses de junho a setembro, e a produção de uvas correspondente. Foi reduzido o número de variáveis de entrada para evitar complexidade na arquitetura das redes e os dados de precipitação mensal foram resumidos num único valor. A variedade foi representada por meio de três variáveis independentes binárias (“dummy“), com valores de 0 ou 1 para os cultivares Isabel, Violeta e Niágara. A utilização das redes neurais artificiais foi com estrutura de múltiplas camadas. A princípio foi realizado uma estatísticas descritivas provenientes de 55 observações. Depois foram definidas e verificadas diferentes arquiteturas de redes neurais contendo até duas camadas intermediárias ou ocultas e cada uma tendo como máximo dezesseis neurônios, totalizando 80 combinações testadas. Entretanto, apenas 12 apresentaram índices satisfatórios, dados pela pequena diferença entre os parâmetros de seleção e teste do programa, o erro médio, o coeficiente de determinação ao quadrado e a raiz do erro quadrático médio. Após, optou-se por verificar analiticamente a normalidade e a eficiência das redes aplicando-se os testes de Kolmogorov-Smirnov, Lilliefors e Shapiro-Wilk, bem como o teste t (Student) entre os valores reais observados de produtividade de uvas e os estimados pelas redes, onde as redes 7 e 11 formadas por duas camadas ocultas manifestaram-se como as mais apropriadas para predizer a produtividade de uva, em função das variáveis que caracterizam a irrigação nos meses mais secos do ano, a precipitação total anual e a variedade. Estas redes foram consideradas as que mais se aproxima do valor real coletado, trazendo confiança para utilização dela em outros anos futuros, ocorrendo assim, a programação do uso racional de água.
Resumo em lingua estrangeira: The correct use of water in irrigation is an important strategy to increment the production and productivity of agricultural cultures, because by being applied in a continuous and sustainable way, it can contribute significantly for the increase of the property profitability, and the environment preservation. The correct irrigation brings a higher efficiency in water, energy and raw material usage, being even able to reduce the risks linked to the activity. Based on the studies we can notice that the neural artificial nets constitute a powerful and viable computing tool in the process of information, and they can be very useful to determine the water volume to be used in agricultural cultures considering the measurement of the productivity of the plots and of the volume of precipitation registered in the meteorological installations in the area. So, these models must supply subsides that permit to control the irrigation system in terms of water economy and environment protection. With that, the objective of the work is to manage the irrigation in the grape culture, due to the monthly precipitation, using artificial neural nets. This study was performed in Fazenda Melina (Melina Farm), located in the county of Nova Mutum, at the North of Mato Grosso State. Initially, monthly precipitation data were collected for four years, as well as the irrigation volume applied to the plots between the months of June and September, and the correspondent grape production. It was reduced the number of input variables to avoid complexity in the architecture of the nets and the monthly precipitation data were summed up to one single value. The variety was represented by three binary independent variables (“dummy”), with values of 0 or 1 for the fields of Isabel, Violeta and Niágara. The use of artificial neural nets was with the multiple layers structure. At first, it was made statistics based on 55 observations. After that, different neural net architectures having up to two intermediate or hidden layers and each having at most sixteen neurons were defined and verified, totaling 80 tested combinations. But only 12 presented satisfying numbers, due to the small difference among selection parameters and the test of the program, the average error, the coefficient of determination of the square and the root of the average squared error. Then, it was opted for verifying analytically the normality of the efficiency of the nets applying the tests Kolmogorov-Smirnov, Lilliefors and Shapiro-Wilk, as well as the test t (Student) between the real grape productivity observed values and the estimated by the nets ones, in which the nets 7 and 11 consisting of two hidden layers demonstrated to be as the most appropriated for predicting the grape productivity, due to the variables that characterize the irrigation in the drier months of the year, the total annual precipitation and the variety. Those nets were considered the one which were the closest to the real value collected, bringing trust for their use in future years, making it possible, the programming of rational use of water.
Palavra-chave: Água
Irrigação
Inteligência artificial
Palavra-chave em lingua estrangeira: Water
Irrigation
Artificial intelligence
CNPq: CNPQ::CIENCIAS BIOLOGICAS
Idioma: por
País: Brasil
Instituição: Universidade Federal de Mato Grosso
Sigla da instituição: UFMT CUC - Cuiabá
Departamento: Instituto de Biociências (IB)
Programa: Gestão e Perícia Ambiental - CUC
Referência: SOUZA, Ricardo Silva de. Gerenciamento da irrigação na cultura da uva aplicando-se redes neurais artificiais. 2016. 22 f. TCC (Especialização em Gestão e Perícia Ambiental) - Universidade Federal de Mato Grosso, Instituto de Biociências, Cuiabá, 2016.
Tipo de acesso: Acesso Aberto
URI: http://bdm.ufmt.br/handle/1/519
Data defesa documento: 30-Mar-2016
Aparece na(s) coleção(ções):Gestão e Perícia Ambiental

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