Characterization of structural changes in coffee plants after mechanized harvesting using airborne LiDAR

dc.contributor.advisorFerraz, Gabriel Araújo e Silva
dc.contributor.refereePérez Ruiz, Manuel
dc.contributor.refereeSanz Uribe, Juan Rodrigo
dc.creatorVelásquez Rubio, Santiago
dc.creator.Latteshttp://lattes.cnpq.br/1212075392447894
dc.creator.orcidhttps://orcid.org/0009-0005-0445-5381
dc.date.accessioned2026-08-14T11:39:00Z
dc.date.issued2026-07-10
dc.description.abstractThe three-dimensional representation provided by the light detection and ranging sensor (LiDAR) offers possibilities for analyzing the structure of the coffee canopy, especially under conditions in which mechanized harvesting may be associated with changes in canopy organization. This study aimed to characterize structural changes in the coffee canopy associated with mechanized harvesting using metrics derived from LiDAR point clouds. LiDAR surveys were conducted before and after harvesting in an experimental Arabica coffee plot, followed by point cloud preprocessing, surface model generation, planting row segmentation, and extraction of structural metrics by segment. Subsequently, the data were analyzed using paired statistics, principal component analysis (PCA), and k-means clustering, in addition to the generation of vertical and transverse canopy profiles. The results indicated reductions in metrics associated with height, structural occupancy, and apparent canopy volume, accompanied by increased canopy openness and a greater relative presence of returns in lower strata. Heterogeneous spatial patterns of alteration were also identified along the planting rows, with different intensities and directions of structural response among segments. Overall, the profiles revealed vertical redistributions of the canopy after harvesting. Thus, this study contributes to expanding the understanding of how mechanized harvesting may be reflected in the structural organization of coffee plants and reinforces the potential of LiDAR as a support tool for spatial and vertical analysis of the crop.
dc.description.areastematicasdaextensaoMeio ambiente
dc.description.areastematicasdaextensaoTecnologia e produção
dc.description.areastematicasdaextensaoTrabalho
dc.description.concentrationEngenharia Agrícola
dc.description.notesArquivo retido a pedido da autoria, até agosto de 2027.
dc.description.odsODS 2: Fome zero e agricultura sustentável
dc.description.odsODS 9: Indústria, inovação e infraestrutura
dc.description.researchLineMáquinas e Mecanização Agrícola
dc.description.resumoA representação tridimensional fornecida pelo sensor de detecção e alcance por luz (LiDAR) oferece possibilidades para a análise da estrutura do dossel do cafeeiro, especialmente em condições nas quais a colheita mecanizada pode estar associada a alterações na organização da copa. Este estudo teve como objetivo caracterizar as mudanças estruturais no dossel do cafeeiro associadas à colheita mecanizada, utilizando métricas derivadas de nuvens de pontos LiDAR. Os levantamentos LiDAR foram realizados antes e após a colheita em uma área experimental de café arábica, seguidos pelo pré-processamento das nuvens de pontos, geração de modelos de superfície, segmentação das linhas de plantio e extração de métricas estruturais por segmento. Posteriormente, os dados foram analisados por meio de estatística pareada, análise de componentes principais (ACP) e agrupamento k-means, além da geração de perfis verticais e transversais do dossel. Os resultados indicaram reduções nas métricas associadas à altura, à ocupação estrutural e ao volume aparente da copa, acompanhadas pelo aumento da abertura do dossel e por maior presença relativa de retornos nos estratos inferiores. Também foram identificados padrões espaciais heterogêneos de alteração ao longo das linhas de plantio, com diferentes intensidades e direções de resposta estrutural entre os segmentos. De modo geral, os perfis revelaram redistribuições verticais do dossel após a colheita. Assim, este estudo contribui para ampliar a compreensão sobre como a colheita mecanizada pode se refletir na organização estrutural dos cafeeiros e reforça o potencial do LiDAR como ferramenta de apoio à análise espacial e vertical da cultura.
dc.description.sponsorshipConselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)
dc.description.sponsorshipFundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas Gerais (FAPEMIG)
dc.description.sponsorshipCoordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES). Código de financiamento 001.
dc.description.tipodeimpactoSociais
dc.description.tipodeimpactoTecnológico
dc.description.tipodeimpactoEconômicos
dc.identifier.citationVELÁSQUEZ RUBIO, Santiago. Characterization of structural changes in coffee plants after mechanized harvesting using airborne LiDAR. 2026. 79 p. Dissertação (Mestrado em Engenharia Agrícola) – Universidade Federal de Lavras, Lavras, 2026.
dc.identifier.urihttps://repositorio.ufla.br/handle/1/61083
dc.language.isoen
dc.publisherUniversidade Federal de Lavras
dc.publisher.collegeEscola de Engenharia (EENG)
dc.publisher.countrybrasil
dc.publisher.departmentDepartamento de Engenharia Agrícola
dc.publisher.initialsUFLA
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Engenharia Agrícola
dc.rightsAttribution 3.0 Brazilen
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by/3.0/br/
dc.subjectSensoriamento remoto
dc.subjectLiDAR aerotransportado
dc.subjectCafeicultura de precisão
dc.subjectColheita mecanizada
dc.subjectEstrutura do dossel
dc.subjectRemote sensing
dc.subjectAirborne LiDAR
dc.subjectPrecision coffee farming
dc.subjectMechanized harvesting
dc.subjectCanopy structure
dc.subject.cnpqCiências agrárias
dc.titleCharacterization of structural changes in coffee plants after mechanized harvesting using airborne LiDAR
dc.title.alternativeCaracterização das mudanças estruturais em cafeeiros após a colheita mecanizada utilizando LiDAR aerotransportado
dc.typedissertação

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