O cliente: Veritas Farm Management
Em Ontário, Canadá, a Veritas Farm Management tem a missão de mudar a forma como o setor agrícola interpreta e utiliza os dados.
A Veritas, recentemente adquirida pela Deveron UAS em 2018, é uma empresa multisserviços especializada em análise de dados para prescrições de fertilizantes e solos. Todos os serviços são baseados em dados GIS. A missão da Veritas é simples: obter o máximo rendimento de cada hectare. Para fazer isso, a Veritas cria receitas precisas de fertilizantes e plantio para cada hectare de terra agrícola. Eles se aprofundam na análise de dados usando uma combinação de amostragem de solo, imagens de drones e tecnologia GIS.
O desafio de um processo legado: baixa precisão e falta de velocidade
Para fornecer uma prescrição completa e precisa para cada zona de manejo de uma fazenda, é necessário um alto grau de análise. Para fazer isso, a Veritas desenvolveu um processo que começa com a análise de imagens, continua com a amostragem do solo e termina com prescrições precisas de fertilização e semeadura para os agricultores.
A análise de imagens produz zonas de amostragem
Imagens de satélite, imagens de drones ou dados de produção são usados para identificar a variabilidade do solo e criar zonas distintas dentro do campo.
Na análise, a Veritas classifica o solo com base nas semelhanças de cores, excluindo características que não são representativas do campo real (como drenos de telha, lagoas, cobertura de neve, nuvens ou caminhos de colheita). Eles costumam usar um Índice de Vegetação por Diferença Normalizada (NDVI) para analisar as imagens. O NDVI permite à Veritas interpretar quais áreas precisam ser categorizadas em zonas, com o objetivo de coletar amostras de solo em cada uma delas.
Uma imagem de satélite é capturada do campo.
A análise NDVI identifica digitalmente a variabilidade do solo, separando-as por cores.
Os especialistas da Veritas analisam os mapas NDVI, identificam os solos semelhantes e criam regiões nos campos chamadas “zonas”.
As zonas são separadas, numeradas e convertidas em um arquivo shape para ser enviado ao campo. Estas zonas são criadas com precisão submétrica.
“Ao invés de fazer uma abordagem média do solo em todo o campo, podemos dividir esse campo em partes separadas. Assim, podemos responder se a parte arenosa da fazenda está testando diferente do topo dos morros ou dos pontos baixos do campo.” disse Aaron Breimer, gerente geral da Veritas.
O número de zonas depende inteiramente das condições do solo e do nível de análise orçamentado pelo cliente. Mas geralmente, se a distribuição do solo for uniforme, são gerados um número menor de zonas. Em alguns casos, a Veritas oferece ao cliente diversas opções de complexidade de criação de zonas para escolher, dependendo do orçamento do cliente.
Esta análise identifica diferenças nos solos com precisão de até 1m. Para garantir a integridade da análise, o equipamento de amostragem deve ser capaz de navegar para cada zona com o mesmo nível de precisão.
Diversas opções de complexidades de criação de zonas são fornecidas aos clientes. As fotos acima mostram três opções de diversas complexidades criadas no ArcGIS Pro.
Fluxo de trabalho legado
No passado, o fluxo de trabalho da Veritas era lento e tedioso. O software usado para criação de zonas estava ficando desatualizado e era necessária uma atualização.
Além disso, depois de irem a campo e registrarem vários pontos de dados de cada campo em um receptor GPS portátil, eles retornavam ao escritório e carregavam os dados para o computador. Eles então pós-processavam os dados do GPS para obter melhor precisão. No caso de dados incorretos, eles eram obrigados a retornar ao campo para coletar novamente as amostras. Todo esse processo era de baixa produtividade e alto custo.
Desde a sua aquisição pela Deveron UAS, a base de clientes da Veritas começou a crescer. Dessa forma, percebeu-se que era necessário um fluxo de trabalho mais rápido. Eles sabiam que, com criações de zonas tão precisas e análises aprofundadas, seus dados de alta qualidade também exigiam um receptor GPS confiável e de alta precisão para manter os padrões da empresa.
“Quando você está expandindo um negócio, você precisa de algo que seja preciso e confiável”, disse Stephen Laevens, coordenador de amostragem de solo da Veritas.
A tecnologia: Eos Arrow 100® GNSS e Esri® ArcGIS Pro
O software: ArcGIS Pro para processamento de dados
Com o software de mapeamento anterior ficando desatualizado, a Veritas decidiu atualizar para o ArcGIS Pro da Esri. Isto permitiria um processamento de dados mais rápido e mais flexibilidade na geração das zonas de amostragem de solo.
O GPS: Arrow 100 para amostragem de solo
Ao pesquisar várias opções de GPS, Laevens contatou o parceiro de negócios da Esri, Eos Positioning Systems, para verificar se um receptor Arrow Series® seria uma boa opção. No dia seguinte, Laevens recebeu pelo correio um receptor Arrow 100 GNSS. Com a ajuda do suporte técnico da Eos, ele conseguiu conectar seu Arrow ao software de coleta de dados da Veritas e, em pouco tempo, tudo estava pronto e funcionando.
“É uma das melhores experiências de atendimento ao cliente que já tive”, disse Laevens.
A Veritas então comprou mais cinco receptores Eos Arrow 100. O Arrow 100 fornece precisão submétrica usando o sinal de correção diferencial WAAS gratuito. Os dados de campo são coletados a bordo de um ATV com o Arrow 100 conectado via Bluetooth® a um tablet robusto Vanquisher.
Steve Laevens se prepara para sair a campo para amostragem de solo com a configuração do ATV.
O Arrow 100 é montado no ATV e conectado via Bluetooth® a um tablet robusto Vanquisher para coletar dados de localização a bordo em tempo real.
A camada de zona criada no ArcGIS Pro é carregada no tablet e sobreposta às imagens aéreas do campo. Cada zona possui um número de identificação e as amostras são categorizadas de acordo com esses números. A equipe de campo navega com precisão pelas zonas para coletar múltiplas amostras de solo. Cada zona termina com um total de meio quilo de solo em cada saco de amostra das múltiplas amostras dentro da zona. O limite do campo também é mapeado antes do retorno ao escritório.
Depois que as amostras de solo são coletadas, elas são enviadas a um laboratório para análise completa.
O resultado: resposta mais rápida e maior precisão
A imagem acima mostra um mapa de fertilidade do solo, informando quais áreas de um campo têm altos níveis de fósforo (zonas verdes escuras) e quais têm baixos níveis de fósforo (zonas vermelhas escuras). O equipamento de fertilização ajustará automaticamente a quantidade aplicada com base na zona em que se encontra. Zonas com altos níveis de fertilidade (verde) receberão menos fertilizante e zonas com baixos níveis de fertilidade (vermelho) receberão mais fertilizante).
Com base nos resultados da análise de laboratório, a equipe da Veritas cria mapas de fertilidade do solo no ArcGIS Pro. Esses mapas mostram os níveis de nutrientes de cada zona e a Veritas os utiliza para fornecer recomendações de fertilização baseadas em dados aos clientes. Por exemplo, as zonas verdes têm níveis elevados de fertilidade, pelo que receberão menos fertilizantes. As zonas vermelhas têm níveis de fertilidade mais baixos, por isso receberão mais fertilizantes.
Isso ajuda os clientes da Veritas a aplicar fertilizantes somente onde for necessário, nas quantidades necessárias, economizando assim o dinheiro dos agricultores e criando um fluxo de trabalho ambientalmente consciente.
Equipamentos modernos de aplicação de fertilizantes podem atingir esse objetivo usando um mapa digitalizado especial, chamado prescrição de fertilização, que pode interpretar à medida que aplica o fertilizante no campo. O equipamento ajusta automaticamente a quantidade de fertilizante aplicada de acordo com a zona em que se encontra.
Assim como a Veritas usa amostragem de solo para criar prescrições de fertilização, ela também pode criar prescrições de plantio. As prescrições de plantio orientam os agricultores nas taxas de semeadura. Os dados sobre o rendimento das culturas anteriores de um campo, o desempenho anterior das culturas, juntamente com os níveis de fertilidade do solo, permitem à Veritas prescrever cada zona com uma população de sementes maior ou menor.
Essa imagem mostra um exemplo de prescrição de plantio, um mapa especial digitalizado que informa ao equipamento qual taxa de produto aplicar com base em sua localização no campo.
Aumento da produtividade em campo e no escritório com o Arrow 100
Com 8 a 12 amostras de solo para coletar em cada zona individual, qualquer tempo que a equipe possa economizar no campo e no escritório é valioso. A consistência da precisão submétrica em tempo real, a eliminação das tarefas de pós-processamento, a flexibilidade e estabilidade da conexão Bluetooth® e a autonomia da bateria durante todo o dia do Arrow 100 são fatores-chave neste aumento de produtividade.
“Ele sincroniza sempre com nossos tablets, sem problemas. A bateria dura o dia todo e não precisamos recarregar no meio do dia. Literalmente não tivemos nenhum problema com o Arrow 100 em 50.000 hectares de amostragem de solo este ano.” disse Laevens.
Voltando ao mesmo lugar anos depois
Mas o solo está em constante mudança. Dependendo da cultura cultivada, os níveis de minerais e nutrientes flutuam ao longo do tempo. Por isso, a Veritas recomenda amostragem de solo a cada três a cinco anos. E quando se trata de reamostragem, a precisão é essencial.
“Muitas vezes, queremos voltar exatamente ao mesmo local quatro anos depois e fazer uma amostra desse mesmo local para ver se mudou. Com a quantidade de variabilidade de que estamos falando, se você se desviar de um metro e meio a três metros, isso prejudicará suas estatísticas”, disse Breimer.
Usando a correção diferencial em tempo real dos satélites WAAS, o Arrow 100 garante que a equipe seja capaz de retornar exatamente ao mesmo local.
“Desde que usamos o Arrow 100, conseguimos alcançar, e manter, um alto nível de precisão nos dados espaciais que nossa equipe de amostragem coleta nas fazendas. A repetibilidade e a confiabilidade do Arrow 100 só podem contribuir para a qualidade dos nossos dados e para as soluções que a Veritas fornece aos nossos clientes”, disse Laevens.
