Aprendizado de máquina em dados de espectroscopia do infravermelho próximo para estimativa do teor de carbono orgânico total no solo
| dc.contributor.advisor1 | Caires, Eduardo Fávero | |
| dc.contributor.advisor1Lattes | lattes.cnpq.br | pt_BR |
| dc.contributor.instituicao-banca1 | Universidade Estadual de Ponta Grossa | pt_BR |
| dc.contributor.instituicao-banca2 | Universidade Federal de Viçosa | pt_BR |
| dc.contributor.referee1 | Campus Júnior , Arion de | |
| dc.contributor.referee1Lattes | lattes.cnpq.br | pt_BR |
| dc.contributor.referee2 | Faria , André Luiz Lopes de | |
| dc.contributor.referee2Lattes | lattes.cnpq.br | pt_BR |
| dc.creator | Jesus, Gabriel Passos de | |
| dc.creator.Lattes | lattes.cnpq.br | pt_BR |
| dc.date.accessioned | 2025-05-12T12:15:30Z | |
| dc.date.accessioned | 2026-06-30T18:02:49Z | |
| dc.date.available | 2025-05-11T00:00:00Z | |
| dc.date.available | 2025-05-12T12:15:30Z | |
| dc.date.issued | 2025-02-25 | |
| dc.description.abstract | With the advent of precision agriculture, new technologies have been adopted in the field. In recent years, theoretical frameworks and innovative practices have expanded, contributing to more sustainable and eco-friendly agriculture by offering solutions for processes previously deemed environmentally harmful and financially burdensome. Thus, the use of spectroscopy techniques—particularly NIRS—combined with machine learning methods has emerged as an alternative to mitigate pollution and reduce operational costs. This study aimed to develop predictive models for estimating soil organic carbon content using machine learning techniques. Specific objectives include building spectral data sets in the infrared region, identifying suitable machine learning techniques for the created datasets, and evaluating the potential of the generated models using the R² coefficient. Soil samples for this study were taken from a long term experiment lasting just over 30 years in Ponta Grossa, Parana State, Brazil. Six algorithms were employed in this study: Huber Regressor, Extra Trees Regressor, Catboost Regressor, ElasticNet, Lasso, and Bayesian Ridge Regressor. The Huber Regressor algorithm stood out as the best, considering the quadratic basis (R² = 0.86) and standard basis without transformation (R2 = 0.66). For the logarithmic basis, the greatest highlight was the Extra Trees Regressor algorithm (R² = 0.54). | pt_BR |
| dc.description.resumo | Com o advento da agricultura de precisão, novas tecnologias passaram a ser utilizadas no campo. Nos últimos anos, houve expansão de correntes teóricas e novas práticas que contribuem para uma agricultura mais sustentável e limpa, por meio de soluções para processos que, até então, eram considerados poluentes para o meio ambiente e onerosos financeiramente. Assim, a utilização de técnicas de espectroscopia – com ênfase no NIRS – aliada às técnicas de aprendizado de máquina têm sido vistas como alternativa para dirimir os efeitos causados pela poluição com reagentes químicos, bem como a diminuição de custos operacionais. O presente trabalho tem como objetivo geral a determinação de modelos de estimativa dos teores de carbono orgânico no solo com a utilização de técnicas de aprendizado de máquina. O trabalho tem como objetivos específicos a construção de bases de dados de leitura espectral na região do infravermelho, a identificação de técnicas de aprendizado de máquina que se mostrem adequadas para o perfil das bases de dados criadas e avaliar, por meio do coeficiente R², o potencial do uso dos modelos gerados. As amostras de solo para este estudo foram coletadas de um experimento de longa duração (pouco mais de 30 anos) realizado em Ponta Grossa, Paraná. Para este trabalho foram utilizados seis algoritmos, a saber: Huber Regressor, Extra Trees Regressor, Catboost Regressor, ElasticNet, Lasso e Bayesian Ridge Regressor. O algoritmo Huber Regressor se destacou como melhor, considerando a base quadrática (R² = 0,86) e base padrão sem transformação (R2 = 0,66). Já, para a base logarítmica, o maior destaque foi do algoritmo Extra Trees Regressor (R² = 0,54). | pt_BR |
| dc.description.sponsorship | Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior | pt_BR |
| dc.identifier.citation | JESUS, Gabriel Passos de. Aprendizado de máquina em dados de espectroscopia do infravermelho próximo para estimativa do teor de carbono orgânico total no solo. 2025. Dissertação (Mestrado em Computação) - Universidade Estadual de Ponta Grossa, Ponta Grossa, 2025. | pt_BR |
| dc.identifier.uri | https://ri.uepg.br/handle/123456789/3360 | |
| dc.language | por | pt_BR |
| dc.publisher | Universidade Estadual de Ponta Grossa | pt_BR |
| dc.publisher.country | Brasil | pt_BR |
| dc.publisher.department | Departamento de Informática | pt_BR |
| dc.publisher.initials | UEPG | pt_BR |
| dc.publisher.program | Programa de Pós Graduação Computação Aplicada | pt_BR |
| dc.rights | Acesso Aberto | pt_BR |
| dc.rights | Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazil | |
| dc.rights.uri | http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/ | |
| dc.subject | espectroscopia | pt_BR |
| dc.subject | solos tropicais | pt_BR |
| dc.subject | aprendizado de máquina | pt_BR |
| dc.subject | carbono orgânico total | pt_BR |
| dc.subject | modelos regressivos | pt_BR |
| dc.subject | spectroscopy | pt_BR |
| dc.subject | tropical soils | pt_BR |
| dc.subject | machine learning | pt_BR |
| dc.subject | total organic carbon | pt_BR |
| dc.subject | regression models | pt_BR |
| dc.subject.cnpq | Computação | pt_BR |
| dc.title | Aprendizado de máquina em dados de espectroscopia do infravermelho próximo para estimativa do teor de carbono orgânico total no solo | pt_BR |
| dc.type | Dissertação | pt_BR |
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