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Previsão de Rendimentos das Culturas

A equipe de cientistas e engenheiros de dados da EOSDA desenvolveu técnicas eficazes para a estimativa de rendimento das culturas usando modelos de sensoriamento remoto e aprendizado de máquina. Estamos contando com os dados de observação da Terra recuperados de satélites para cobrir áreas que vão de fazendas individuais a regiões completas.

satélite coletando dados de rendimento
Números

Previsão de Rendimento das Culturas em Números

Exatidão

até 95%
A precisão do rendimento estimado depende da qualidade dos dados estatísticos e pode variar entre 85% e 95%.

Previsões

Até um período de 3 meses
As previsões de rendimento da temporada atual são de até 3 meses de antecedência.

Tipos de cultura

100 +
Rendimento previsto para mais de 100 tipos de culturas.

Velocidade do projeto

até 14 dias
Produziremos uma previsão de rendimento com 95% de precisão em duas semanas ou menos, dependendo da complexidade do projeto.

Entradas por Cultura

0 a 100 fields
O modelo de estimativa de rendimento WOFOST não requer nenhuma entrada.

Fontes de dados

10 +
Garantimos que as previsões sejam baseadas na mais abrangente análise de dados.

Assista ao vídeo sobre nossa solução de previsão de rendimento

A segurança alimentar global depende da eficiência das práticas de manejo alimentar, como a previsão de rendimento, que permite aos agricultores cultivar de forma mais sustentável. A solução de previsão de rendimento da EOSDA – desenvolvida com base nos mais recentes avanços tecnológicos em aprendizado de máquina e análise geoespacial – fornece aos agricultores, explorações agrícolas, empresas de segurança alimentar e outros tomadores de decisão dados cruciais necessários para uma produção agrícola sustentável e lucrativa.

Levar

Benefícios de Estimativa de Rendimento

  • Maior velocidade de tomada de decisão relacionada às operações de colheita, armazenamento e transporte.
  • Dados sobre a rentabilidade da cultura em sua área de interesse com base na estimativa de rendimento.
  • Oportunidade de fortalecer a segurança alimentar global introduzindo a previsão de produção de culturas para os países em desenvolvimento - ajudando-os a prevenir a fome, impulsionar as economias locais e implementar práticas agrícolas sustentáveis.
informações para previsão de rendimento
  • Melhor compreensão do mercado agrícola e decisões mais bem informadas sobre a gestão de estoques, importações e exportações, de acordo com a PAC e outras políticas semelhantes.
  • Uma compreensão muito melhor dos efeitos cumulativos das condições hostis do campo (pragas, doenças, deficiências de nutrientes e outros) no desenvolvimento das culturas.
simulações de rendimento de culturas
Metodologia

A Nossa Abordagem

Para eficiência máxima e precisão da previsão do rendimento das culturas, fundimos dois tipos diferentes de modelos de previsão de rendimento - biofísico e estatístico. Essa abordagem "híbrida" nos permite assumir projetos mais complexos.

Modelo de previsão de rendimento biofísico

  • Coletar dados (parâmetros meteorológicos, análise do solo, estado da cultura, dados fenológicos, etc.).
  • Calibrar o modelo e realizar a assimilação LAI para garantir a exatidão de uma previsão de rendimento da cultura na ausência de dados estatísticos e aumentar a variabilidade dos valores.
  • Simule os parâmetros de produtividade biológica (TAGP, WSO, umidade relativa do solo, consumo total de água, entre outros) para estimar o rendimento.
  • tualize os dados uma vez a cada 14 dias para aumentar a precisão. Isso tem a ver com as atualizações meteorológicas.

Modelo de previsão de rendimento estatístico

  • Coleta de dados para criar um conjunto de dados de previsão de rendimento safra e combiná-lo com possíveis preditores (chuva, temperatura, umidade, tipo de solo, entre outros).
  • Escolhendo o modelo de ML certo para o projeto - por exemplo, regressão linear, Floresta Aleatória, LightGBM, XGBoost, CatBoost, para citar alguns.
  • Ajustando o modelo para responder às necessidades específicas do projeto em questão para melhores resultados.
Fase de fusão de modelos
O estágio de fusão é necessário se quisermos alcançar a maior precisão possível de 95%. Fundimos o modelo de previsão de rendimento biofísico com o modelo estatístico descrito acima.
EOSDA Crop Modeling + assimilação LAI

  • Conjunto de cenários modelos

  • Aquisição de dados 1

  • Aquisição de dados 2

  • Aquisição de dados 3Seleção do cenário mais provável e reinicialização do estado do sistema modelado com o cenário

  • Aquisição de dados 4Observaçoes de LAI

  • Aquisição de dados 5

  • Colheta

A aplicação da assimilação LAI nos permitiu alcançar a precisão de 95% em 30% dos campos. Para os campos marcados em vermelho, a precisão de menos de 80% foi alcançada, enquanto a precisão da previsão de rendimento da cultura para os campos marcados pelo verde ultrapassou a marca de 80%.

Precisão de modelagem de corte EOSDA
EOSDA Crop Modeling
EOSDA Crop Modeling + precisão de assimilação de LAI
EOSDA Crop Modeling + precisão de assimilação de LAI
Casos de utilização

As Nossas Histórias bem Sucedidas

A Previsão de rendimento para uma grande exploração agropecuária na Ucrânia
Em 2020, implementamos um projeto de previsão de rendimentopara 6 grandes culturas: Cevada de Inverno, Colmada de Inverno, Trigo de Inverno/Primavera, Girassol, Soja e Milho.
Dois relatórios diferentes foram gerados:
  • 45 dias antes da colheita
  • Duas semanas antes da colheita
  • menos de 80% de precisão
  • mais de 80% de precisão
Predição do rendimento WOFOST
Predição do rendimento WOFOST
Modelo de aprendizado de máquina da predição do rendimento da EOSDA - WOFOST (entradas/saídas) + LAI (Sentinel-2)
Modelo de aprendizado de máquina da predição do rendimento da EOSDA - WOFOST (entradas/saídas) + LAI (Sentinel-2)
Precisão (WOFOST) Precisão (WOFOST + LAI)
Milho
Milho 0.75 0.91
Soja
Soja 0.78 0.86
Girassol
Girassol 0.71 0.88
Cevada do Inverno
Cevada do Inverno 0.53 0.82
Trigo do Inverno
Trigo do Inverno 0.75 0.92
Ao melhorar o modelo com assimilação LAI, que foi desenvolvida pela equipe, conseguimos aumentar a precisão da estimativa de rendimento em 30% dos campos em comparação com a abordagem WOFOST tradicional.
A tabela abaixo mostra a correlação entre a precisão da estimativa de rendimento, a cultura-alvo e o número de campos. Por exemplo, o rendimento previsto da cevada de inverno teve um precisão superior a 90% para 52 campos.
Número de campos
Cultivo / Precisão
Cultivo / Precisão <70% 70-75% 75-80% 80-85% 85-90% >90%
Cevada do Inverno

Número de campos
Cevada do Inverno 27 7 5 22 23 52
Trigo do Inverno

Número de campos
Trigo do Inverno 33 17 19 21 19 102
Colza do Inverno

Número de campos
Colza do Inverno 26 6 20 14 27 22
Girassol

Número de campos
Girassol 12 11 12 14 19 22
Soja

Número de campos
Soja 28 22 29 58 37 86
Previsão de rendimento de Culturas para uma seguradora canadense

Objetivo Dados confiáveis de rendimento predito em cada cliente para reduzir os riscos do seguro.

Dados de entrada: Mais de 100 campos em 20 fazendas.

Tarefa 1
Estimando o rendimento médio de 6 grandes tipos de culturas crescendo em todos os campos em todas as 20 fazendas e comparando-o com o relatório real de rendimento.
modelo de estimativa de rendimento vs rendimento real por tipo de cultura dado em %
  • Canola
    > 98,03
  • Milho
    > 87, 59
  • Ervilhas
    > 76,25
  • Soja
    > 95,94
  • Girassol
    > 98,21
  • Trigo
    > 98,63
Cultivo Rendimento modelada Rendimento real
Canola, lb/ac
Canola, lb/ac 41,81 41,00
Milho, BSH
Milho, BSH 123,65 110,00
Ervilhas, cwt/ac
Ervilhas, cwt/ac 30,94 25,00
Soja, BSH
Soja, BSH 22,89 22,00
Girassol, lb/ac
Girassol, lb/ac 1767,73 1800,00
Trigo, BSH
Trigo, BSH 53,72 53,00
Total geral
Total geral 95,6 94,47
Tarefa 2
Estimando o rendimento 14 dias antes da colheita de 2020.
modelo de estimativa de rendimento vs rendimento real por tipo de cultura dado em %
  • Canola
    > 96,96
  • Milho
    > 91,69
  • Aveia
    > 99,98
  • Centeio de outono
    > 85,85
  • Girassol de confeitaria
    > 85,36
  • Azeite de girassol
    > 98,06
  • Trigo
    > 94,95
Cultivo Rendimento modelada Rendimento real
Canola
Canola 40,19 39,00
Milho
Milho 119,14 110,00
Aveia
Aveia 125,03 125,00
Centeio de outono
Centeio de outono 64,39 75,00
Girassol de confeitaria
Girassol de confeitaria 2063,60 1800,00
Azeite de girassol
Azeite de girassol 1834,19 1800,00
Trigo
Trigo 61,73 65,00
Total geral
Total geral 584,34 528,00
Tarefa 3
Fornecer ao cliente os dados de previsão de rendimento de culturas para permitir um planejamento mais eficiente da rotação da cultura e, como resultado, reduzir significativamente os riscos do seguro.
O gráfico mostra o rendimento previsto para culturas-alvo em 3 campos selecionados em alqueires/ha.
Nome do campo Canola Milho Soja Azeite de girassol Trigo
SE-2-6-28-W1 58,68 194,33 41,45 2208,85 72,49
SW-36-7-28-W1 30,91 169,49 14,42 1146,91 46,24
W-34-5-27-W1 38,77 151,58 24,71 1476,83 59,82
A técnica de reamostragem de canivete foi usada. Ou seja, ao omitir sistematicamente cada observação de um conjunto de dados calculamos a estimativa e, em seguida, descobrimos a média dos cálculos. Para excluir fatores climáticos e tecnológicos, só usamos os dados dos últimos 6 anos.

O período de colheita das culturas-alvo no Canadá geralmente dura de agosto a setembro. Sabendo disso, conseguimos prever o rendimento dois meses antes da colheita, alcançando uma precisão superior a 82%. A precisão aumentou constantemente à medida que a colheita se aproximava até chegar a 90% apenas duas semanas antes da colheita, como era esperado.