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Inteligência artificial torna mais preciso o mapeamento da intensificação agrícola no Cerrado

Recorte de imagem HLS, composição em cor verdadeira (Bandas 4-3-2), de 26 de janeiro de 2022 no município de Sorriso (MT)

 

Metodologia pioneira, desenvolvida com suporte da Inteligência Artificial (IA), permitiu o alcance de um nível de acurácia de até 97%, quando aplicada em análises de imagens de satélite do Cerrado do município de Sorriso (MT), um dos principais produtores agrícolas do País. A acurácia é um aspecto relevante nos levantamentos realizados por meio de sensoriamento remoto.

A ferramenta atribui maior precisão aos estudos, monitoramento e planejamento relacionados ao uso da terra e à prática da intensificação agrícola, e contribui para a tomada de decisão, nas esferas pública e privada, com base em informações geoespaciais qualificadas.

A metodologia foi desenvolvida com algoritmos de classificação digital de imagens de satélites baseados em IA. Resulta do trabalho de pesquisadores da Embrapa, Universidade Estadual de Campinas (Unicamp), Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (Inpe) e Universidade Federal de Uberlândia (UFU),  publicado na revista International Journal of Geo-Information (IJGI), no número de julho de 2023, com acesso gratuito para o público em geral.

“Os resultados demonstram a robustez da metodologia desenvolvida com foco na identificação de processos de dinâmica de uso da terra, como a intensificação agrícola”, avalia o pesquisador Édson Bolfe, da Embrapa Agricultura Digital, e coordenador do projeto Mapeamento agropecuário no Cerrado via combinação de imagens multisensores – MultiCER, financiado pela Fundação de Amparo à Pesquisa de São Paulo (Fapesp).

Bolfe explica que, dentre os principais diferenciais da metodologia, está a geração de uma base de dados geoespaciais ampliada a partir de imagens harmonizadas dos satélites Landsat, da Agência Aeroespacial dos Estados Unidos (NASA), e Sentinel-2, da Agência Espacial Europeia (ESA), denominada de HLS, e a utilização de algoritmos de classificação digital baseados em IA. A abordagem viabilizou o mapeamento dos cultivos agrícolas em três diferentes níveis hierárquicos, indicando áreas com uma, duas e até três safras no mesmo ano agrícola.

A sucessão de safras de diferentes culturas agrícolas em uma mesma área e no mesmo calendário agrícola, visando aumentar a produção sem envolver a supressão de novas áreas nativas, é uma prática crescente no Brasil, e os seus mapeamento e monitoramento podem nortear tomadores de decisão em análises voltadas ao planejamento agroambiental, em especial.

 

Metodologia está disponível para consulta e utilização

Integrantes da academia, poder público e setor produtivo podem acessar detalhes da metodologia, resultados e mapas gerados no Repositório de Dados de Pesquisa da Embrapa (Redape). A estrutura metodológica é replicável em outras regiões do Cerrado com características semelhantes. Mais informações sobre a Plataforma de coleta de dados em campo estão disponíveis  em AgroTag.

 

Síntese da abordagem metodológica gerada para o mapeamento da intensificação agrícola.

 

Agilidade e precisão, o papel do AgroTag

Produtos de sensoriamento remoto e modelos de IA para classificação de imagens pixel-a-pixel têm demonstrado elevada confiabilidade no mapeamento agrícola, explica Bolfe. Com HLS é possível obter até duas imagens por semana nas mesmas regiões agrícolas de interesse.

Um dos desafios da equipe de pesquisa está na obtenção de informações qualitativas e quantitativas de campo, que são fundamentais no sensoriamento remoto na agricultura. Para isso, os pesquisadores utilizaram o aplicativo AgroTag, desenvolvido pela  Embrapa Meio Ambiente para conferir agilidade e precisão ao mapeamento das principais culturas agrícolas em escalas regional e nacional.

“Algoritmos baseados em IA dependem fortemente de uma quantidade massiva de dados de entrada para a realização dos chamados ‘treinamentos’. Esses últimos são processos nos quais dados amostrais de referência, ou verdades de campo, são utilizados para ensinar os algoritmos a identificar os alvos sob investigação em grandes áreas, nesse caso utilizando imagens de satélite, ou seja, mapeamento em larga escala”, comenta Luiz Eduardo Vicente, pesquisador da Embrapa Meio Ambiente, especialista em sensoriamento remoto e um dos coordenadores do projeto AgroTag.

Nesse sentido, segundo Vicente, o uso do AgroTag foi fundamental, pois permitiu a coleta rápida e precisa de informações de campo, como o tipo de uso e cobertura da terra em cada ponto amostral, transferindo-as automaticamente para a nuvem de dados on-line, viabilizando seu uso nos referidos algoritmos.

Em contraposição aos métodos de coleta tradicionais, o AgroTag representou, durante o projeto, um incremento de 25% a mais de áreas amostradas. “O projeto reafirma um dos motivos pelos quais o Agrotag foi criado”, destaca Vicente.

 

Propriedades da Imagem

Exemplos de cultivos agrícolas produzidos na segunda e terceira safras, no município de Sorriso-MT, em junho de 2022. Fotos Crédito:  Taya Parreiras, 2022.

 

Mapeamentos dinâmicos

“O estudo mapeou a produção agrícola de 2021-2022 em Sorriso/MT, município escolhido por sua relevância econômica e agroambiental no contexto do Cerrado e do País”, destaca Edson Sano, pesquisador da Embrapa Cerrados e membro do projeto MultiCER.

A maioria dos mapeamentos existentes não acompanha a evolução das práticas de intensificação agrícola “poupa-terra” – como a produção de até três safras na mesma área – ficando no nível da primeira safra. “Alguns levantamentos evoluíram para a identificação do número de safras plantadas, sem, no entanto, detectar as culturas específicas”, finaliza Sano.

“Para produzir mapeamentos dinâmicos, detalhados e precisos, é necessário um grande volume de informações de ´verdade terrestre´, que são amostras rotuladas dos tipos de uso ou cobertura da terra, obtidas durante atividades de campo”, observa Taya Parreiras, doutoranda no Instituto de Geociências da Unicamp e membro do Projeto MultiCER.

São necessárias ainda, de acordo com a pesquisadora, séries temporais regulares de imagens de satélite de alta resolução temporal e, nesse sentido, a harmonização de dados Landsat e Sentinel-2 é uma abordagem diferenciada. Taya Parreiras indica que, para lidar com a dimensão desses bancos de dados e informações, algoritmos de aprendizado de máquina, tais como Random Forest ou Extreme Gradient Boost, são fundamentais.

“Como parte da IA, esses algoritmos são capazes de analisar e aprender padrões espectrais e texturais complexos a partir de conjuntos de dados agrícolas extensos e variados, permitindo a identificação precisa de diferentes tipos de culturas, condições do solo e variáveis ambientais”, argumenta.

O Random Forest, ao criar várias árvores de decisão independentes e combiná-las, consegue produzir estimativas mais confiáveis.  O Extreme Gradient Boost também cria diversas árvores de decisão, mas com a vantagem de permitir que aquelas com baixo poder de predição sejam ajustadas. “Ambos os algoritmos são altamente escaláveis, o que lhes permite processar grandes volumes de dados rapidamente, contribuindo para a geração de mapas agrícolas detalhados e atualizados”, conclui.

Classificação digital de uso e cobertura da terra, com ênfase nas lavouras de segunda safra no Município de Sorriso (MT) em janeiro de 2022, gerada a partir de imagens HLS e algoritmos baseados em inteligência artificial.

Valéria Cristina Costa (MTb. 15533/SP)
Embrapa Agricultura Digital

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Cristina Tordin (MTb. 28499/SP)
Embrapa Meio Ambiente

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13 TEMPORADAS NETFLIX

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ORGULHO DO PARANÁ

A cidade das flores, da catedral e dos parques é exemplo de sustentabilidade. Conheça mais sobre o terceiro município paranaense.

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Maringá nasceu no meio da mata e o planejamento urbano, muito bem elaborado, garantiu que muitos ipês roxos fossem respeitados dentro daquele conceito de cidade jardim. Hoje seus habitantes e turistas, que visitam a cidade atraídos pelo espetáculo anual, se orgulham de ver a beleza das floradas, registram e compartilham suas fotos e vídeos, as postagens ganham o mundo conectado pelas redes sociais.

 

Para facilitar o encontro das árvores floridas pela população e turistas e também uma maneira de proteger e cuidar dos ipês, a Prefeitura de Maringá elaborou um roteiro dos ipês floridos, com um mapa apontando a localização de todas as árvores.

A CATEDRAL DE MARINGÁ

A Catedral idealizada por Dom Jaime Luiz Coelho e projetada pelo arquiteto José Augusto Bellucci. O templo tem uma altura de 124 e lembra que o peregrino deve ser afastar do mundo para ficar mais perto de Deus. Foi construída entre julho de 1959 e maio de 1972. De forma cônica, possui um diâmetro externo de 50 metros e uma nave circular, com diâmetro interno de 38 metros. Apresenta 114 metros de altura, mais dez metros de cruz no topo, somando 124 metros. É o 10º monumento mais alto do mundo e o primeiro da América do sul.

 

 

Contornando a catedral, abaixo das rampas de acesso ao seu interior, estão os espelhos d’água que formam as fontes luminosas com chafariz, que jorram suas águas a mais de 5 metros de altura. Seus 16 vitrais de linhas abstratas e cores exuberantes são verdadeiras obras de arte, de autoria de Lorenz Helmair. A arquitetura interior é de inspiração de Manfred Ostterroht.

 

 

MODELO DE GOVERNANÇA

QUANDO OS CIDADÃOS PARTICIPAM DA GESTÃO DA CIDADE

 

A vida administrativa, em Maringá, teve um avanço de qualidade e de gestão a partir de 1996, quando foi criado o Conselho de Desenvolvimento Econômico de Maringá – CODEM. O órgão foi implantado no cinquentenário da cidade, em 1997, quando aconteceu a posse dos primeiros dirigentes. O CODEM virou referência para muitas cidades brasileiras pelo sucesso na participação ativa da sociedade civil, entidades e lideranças locais. Outros municípios, inclusive Brasília, copiaram a ideia e criaram o CODESE (Conselho de Desenvolvimento Econômico, Sustentável e Estratégico, como modelo de governança.

E foi justamente este modelo de governança que ajudou Maringá planejar melhor seu desenvolvimento e crescimento de forma sustentável.

Em 2025, Maringá foi classificada como a sétima cidade mais competitiva do Brasil no Ranking de Competitividade dos Municípios, divulgado pelo Centro de Liderança Pública (CLP). No Paraná, o município ocupa a segunda colocação, ficando atrás apenas de Curitiba, que aparece em quinto lugar no levantamento.

O bom desempenho da Cidade foi impulsionado principalmente pelos avanços no saneamento básico e na eficiência da gestão pública. Maringá alcançou a primeira posição nacional em cobertura da coleta de resíduos domésticos e recebeu nota máxima na destinação adequada do lixo, consolidando-se como referência na área. Apenas nesse pilar, subiu 24 colocações em relação ao ano passado. Também se destacou no funcionamento da máquina pública, ocupando a sétima posição no País.

Na área ambiental, o município aparece em primeiro lugar no combate ao desmatamento ilegal e a 14ª posição em qualidade da educação, além do 22º lugar em qualidade da saúde.

Entre as 10 cidades com maior vegetação urbana em área total, destacam-se grandes capitais como Rio de Janeiro (12.844 ha), São Paulo (11.814 ha) e Brasília (10.256 ha). Esses números refletem a extensão territorial e, em muitos casos, a presença de parques naturais e áreas de proteção ambiental dentro dos limites urbanos.

 

O PARQUE DO INGÁ

Uma homenagem ao município paraibano de Ingá

 

A cidade de Maringá nasceu na segunda metade da década de 1940, planejada pela  Companhia de melhoramento do Norte do Paraná. Os primeiros assentamentos do noroeste do Paranã evoluíram rapidamente. Diante do avanço da então pequena vila, que virou cidade em 1947, 21 anos depois, em 1968, foi criado o Bosque 01. Mais tarde, essa área verde recebeu o  nome de Parque do Ingá. Ao contrário do que algumas pessoas contam, de que o motivo do nome seria porque havia no bosque árvores da espécie Ingá, a principal razão foi outra: fazer uma homenagem da Cidade-Canção ao município paraibano de Ingá, que deu origem à famosa música Maringá, um neologismo de “Maria de Ingá”.

 

Além da canção, a cidade de Maringá fez outra homenagem ao município paraibano de Ingá. Deu o nome de Parque do Ingá à mais importante área verde da cidade. (foto: Rafael Macri / PMM)

 

 

O Parque do Ingá foi criado com objetivo de ser uma área de preservação da flora e fauna local numa perspectiva inclusive do desenvolvimento do ecoturismo. O Parque do Ingá, que compreende uma área de 473.300 m², cuja vegetação é denominada Floresta Estacional Semidecidual, encontra-se numa região geográfica denominada terceiro Planalto Paranaense. Localiza-se na região central de Maringá entre as avenidas São Paulo, Anchieta, Néo Alves Martins, Laguna e Juscelino Kubitschek.

 

CONHECENDO A CIDADE DE INGÁ-PB

A cidade paraibana, que está no DNA do nome Maringá, foi fundada ao redor da Pedra de Ingá, um monumento arqueológico.

 

O município de Ingá, na Paraíba, está a menos de 100km da capital, João Pessoa. O nome vem de um monumento natural ou sítio arqueológico com o nome Itacoatiara do Ingá, localizado à margem de um rio do Agreste. As inscrições e desenhos no monumento têm sulcos profundos que atravessam uma parede da pedra e resistem há milhares de ano sem uma tradução definitiva. A cidade de Ingá cresceu ao redor desse cenário, hoje protegido como monumento natural, tombado pelo Instituto do Patrimônio Histórico e Artístico Nacional.

 

Segundo o Iphan as formas sugerem animais, frutas, pessoas e elementos celestes, sem apresentar essas leituras como uma tradução definitiva. O tombamento federal ocorreu em 1944. Pesquisas também registraram artefatos líticos e cerâmicos encontrados na superfície, ampliando o interesse arqueológico do lugar.

 

A Pedra do Ingá é um dos monumentos arqueológicos mais importantes e misteriosos do mundo, localizada no município de Ingá, no agreste do estado da Paraíba. Classificada como uma “itacoatiara” (termo do tupi que significa “pedra pintada” ou “riscada”), trata-se de um imenso bloco de gnaisse com cerca de 46 metros de comprimento e 3,8 metros de altura inteiramente coberto por inscrições rupestres profundas gravadas na rocha.

O painel exibe quase 400 gravuras enigmáticas que combinam diferentes formas geométricas e figurativas. O significado exato de toda essa simbologia permanece um mistério absoluto para a ciência.

 

 

 

“Em todo o planeta nós temos registros de pedras gravadas. Elas estão na África, no continente americano, na Europa, na Ásia e na Oceania. O sítio arqueológico itacoatiara do Ingá torna-se importante pela quantidade de gravuras que tem. E, também, pela beleza cênica. Esses dois pontos acabaram por transformar a Pedra do Ingá num dos sítios arqueológicos mais importantes do Brasil”. Juvandi de Souza Santos – Universidade Estadual da PB

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VALE DOS DINOSSAUROS

Pegadas de dinossauros: a descoberta do engenheiro Luciano Jacques de Moraes, do DNOCS que revolucionou a história do sertão da Paraíba’

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O fato é histórico e a história é um verdadeiro tesouro. O ‘site “Nossas Histórias” mostra que um elo entre o passado e o presente, os icnofósseis são registros de vestígios geológicos de atividades biológicas que ficaram preservados. Um verdadeiro tesouro da jornada de vida em nosso Planeta, muito tempo antes do homem se fazer presente aqui. É como um vislumbre do que veio antes de nós.

 

Nesse caminhar, o ‘Nossas Histórias’ conta a história da jornada de animais pré-históricos que viveram no Nordeste e tiveram suas passagens descobertas por um engenheiro do Departamento Nacional de Obras Contra as Secas (DNOCS). Como isso ocorreu? Conheça os detalhes.

 

Segundo estudos de Ismar de Sousa Carvalho, da Universidade Federal do Rio de Janeiro, realizados nos anos 2000, no início da década de 1920, o engenheiro Luciano Jacques de Moraes. mineiro de Itabirito, formado em minas e geologia pela Escola de Engenharia de Ouro Preto, trabalhava para o DNOCS, na Paraíba. Luciano pouco conhecia sobre paleontologia até o momento que ele descobriu duas pistas de animais pré-históricos. Essas pistas estavam em rochas no leito do rio do Peixe, na localidade de Fazenda Ilha. As pistas eram justamente as pegadas de dinossauros, que tinham passado por ali há milhares de anos.

 

A importância das bacias do Rio do Peixe é dada por seu numeroso registro de pegadas de dinossauros, além de icnofósseis de invertebrados, palinomorfos, fragmentos de vegetais, ostracodes, conchostráceos, escamas de peixes e ossos de crocodilomorfos.

 

LUCIANO JACQUES DE MORAES:

O ENGENHEIRO DO DNOCS

 

Na época, aparentemente, o engenheiro do DNOCS enviou uma laje com uma pegada original escavada e um molde de uma pegada da pista para os Estados Unidos, para que pudessem ser estudadas por paleontólogos norte-americanos. No entanto, nunca recebeu qualquer resposta sobre o material enviado.

 

Luciano Jacques de Moraes (1896-1968) descobriu duas importantes trilhas de passagem de dinossauros na Bacia do Rio Peixe, enquanto trabalhava a serviço do DNOCS.

 

O engenheiro do DNOCS, Luciano Jacques de Moraes, enviou fotografias para F. von Huene, da Universidade de Tübingen (Alemanha), o qual publicou em seu livro, datado de 1931, os desenhos. Huene (1931) descreveu a primeira pista como a de um quadrúpede com total sobreposição dos pés, o qual atribuiu aos ceratopsídeos, e a segunda pista, como a de um bípede, os ornitópodes. A classificação de Huene baseou-se nos desenhos de Moraes. Huene trabalhou no Brasil nos anos 1920, mas nunca visitou a Paraíba.

 

Estudos de Rodrigo da Rocha Machado, da Universidade Estácio e Sá, de 2011, às bacias do Rio do Peixe estão localizadas no oeste do Estado da Paraíba e podem ser divididas em quatro bacias denominadas Vertentes, Pombal, Sousa e Uiraúna-Brejo das Freiras.

 

Segundo os estudos de Rodrigo da Rocha Machado, elas fazem parte do conjunto chamado de bacias interiores do Nordeste do Brasil que tiveram sua origem e evolução como consequência de reflexos de eventos tectônicos responsáveis pela abertura do Oceano Atlântico Sul.

As descobertas das pegadas de dinossauros dessas bacias, relatadas pela primeira vez pelo engenheiro Luciano Jacques de Morais, em 1924, foram de grande importância para estudos que vieram depois sobre a temática. Vários outros trabalhos foram feitos sobre essas pegadas, entre eles podem ser destacados os de Carvalho, 1989; 1996; 2000; Leonardi, 1984; 1985; 1987; 1989; Leonardi & Carvalho, 2002; 2007.

Pode-se considerar que após um esforço de mais de 20 anos, a bacia do Rio do Peixe é atualmente um dos melhores sítios paleontológicos preservados no Brasil. A região é agora um complexo turístico – Vale dos Dinossauros – e oferece uma grande infraestrutura turística, bem como pessoal treinado para o turismo ecológico e para a proteção do sítio paleontológico.

 

Segundo o Governo da Paraíba, o Vale dos Dinossauros, localizado em Sousa, no sertão paraibano, é um dos sítios paleontológicos mais conhecidos do mundo inteiro. Contém pegadas de cerca de 80 espécies de dinossauros que habitavam uma área de 704 quilômetros na Bacia do Rio do Peixe, do período pré-histórico.

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