Process of knowledge discovery in databases for analysis and warning of crop diseases and its application on coffee rust / Processo de descoberta de conhecimento em bases de dados para a analise e o alerta de doenças de culturas agricolas e sua aplicação na ferrugem do cafeeiro

AUTOR(ES)
DATA DE PUBLICAÇÃO

2008

RESUMO

Sistemas de alerta de doenças de plantas permitem racionalizar o uso de agrotóxicos, mas são pouco utilizados na prática. Complexidade dos modelos, dificuldade de obtenção dos dados necessários e custos para o agricultor estão entre as razões que inibem o seu uso. Entretanto, o desenvolvimento tecnológico recente - estações meteoro lógicas automáticas, bancos de dados, monitoramento agrometeorológico na Web e técnicas avançadas de análise de dados - permite se pensar em um sistema de acesso simples e gratuito. Uma instância do processo de descoberta de conhecimento em bases de dados foi realizada com o objetivo de avaliar o uso de classificação e de indução de árvores de decisão na análise e no alerta da ferrugem do cafeeiro causada por Hemileia vastatrix. Taxas de infecção calculadas a partir de avaliações mensais de incidência da ferrugem foram agrupadas em três classes: TXl - redução ou estagnação; TX2 - crescimento moderado (até 5 p.p.); e TX3 - crescimento acelerado (acima de 5 p.p.). Dados meteorológicos, carga pendente de frutos do cafeeiro (Coffea arabica) e espaçamento entre plantas foram as variáveis independentes. O conjunto de treinamento totalizou 364 exemplos, preparados a partir de dados coletados em lavouras de café em produção, de outubro de 1998 a outubro de 2006. Uma árvore de decisão foi desenvolvida para analisar a epidemia da ferrugem do cafeeiro. Ela demonstrou seu potencial como modelo simbólico e interpretável, permitindo a identificação das fronteiras de decisão e da lógica contidas nos dados, allf iliando na compreensão de quais variáveis e como as interações dessas variáveis condicionaram o progresso da doença no campo. As variáveis explicativas mais importantes foram a temperatura média nos períodos de molhamento foliar, a carga pendente de frutos, a média das temperaturas máximas diárias no período de inG:!Jbação e a umidade relativa do ar. Os modelos de alerta foram deserivolvtdos considerando taxas de infecção binárias, segundo os limites de 5 p.p e 10 p.p. (classe- 1 para taxas maiores ou iguais ao limite; classe O , caso contrário). Os modelos são específicos para lavouras com alta carga pendente ou para lavouras com baixa carga. Os primeiros tiveram melhor desempenho na avaliação. A estimativa de acurácia, por validação cruzada, foi de até 83%, considerando o alerta a partir de 5 p.p. Houve ainda equilíbrio entre a acurácia e medidas importantes como sensitividade, especificidade e confiabilidade positiva ou negativa. Considerando o alerta a partir de 10 p.p., a acurácia foi de 79%. Para lavouras com baixa carga pendente, os modelos considerando o alerta a partir de 5 p.p. tiveram acurácia de até 72%. Os modelos para a taxa de infecção mais elevada (a partir de 10 p.p.) tiveram desempenho fraco. Os modelos mais bem avaliados mostraram ter potencial para servir como apoio na tomada de decisão referente à adoção de medidas de controle da ferrugem do cafeeiro. O processo de descoberta de conhecimento em bases de dados foi caracterizado, com a intenção de que possa vir a ser útil em aplicações semelhantes para outras culturas agrícolas ou para a própria cultura do café, no caso de outras doenças ou pragas

ASSUNTO(S)

mineração de dados (computação) decision tree modelos hemileia vastatrix arvore de decisão classificação data mining classification predictive model plant disease forecasting system

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