SoloClass

Tutorial - SoloClass - Versão 1.0

1. O que é SmartSolos?

O projeto “Uso de dispositivos móveis inteligentes na classificação de solos brasileiros – SmartSolos” é liderado pela Embrapa Solos (Rio de Janeiro, RJ) em parceria com a Embrapa Informática Agropecuária (Campinas, SP). Um dos alvos é levar a classificação de solos para smartphones e tablets para que os interessados tenham a classificação de um determinado solo na palma da mão. Utilizando o Sistema Brasileiro de Classificação de Solos (SiBCS), o projeto vai permitir que o produtor rural visualize a classificação do seu solo em tempo real, de acordo com a entrada de dados.

O SiBCS é o sistema taxonômico oficial para classificação de solos no Brasil. Com a colaboração de profissionais de diversas instituições de ensino e pesquisa do país, o SiBCS está em sua terceira edição impressa. Embora tenha sido publicado há muitos anos, ainda não existe um programa de computador amplamente disponível que simule a tomada de decisão de especialistas em domínio para a classificação de solos brasileiros.

O objetivo geral do SmartSolos é desenvolver um software classificador de solos, baseado no Sistema Brasileiro de Classificação de Solos e em algoritmo inteligentes, no formato de aplicativo compatível com smartphones e tablets, para futura disponibilização para a sociedade, ampliando o acesso e a difusão da informação de solos brasileiros.

Outros objetivos do projeto incluem:

Equipe do Projeto

2. O que é a Aplicação Web SoloClass?

Trata-se de uma aplicação Web, desenvolvida usando Flask (pacote do Python 3), em que o usuário fornece um conjunto atributos de um ou mais perfis de solo e recebe como resultado a classificação de cada perfil de acordo com o SiBCS.

Os algoritmos de aprendizado de máquina (machine learning) utilizados nesta aplicação são: a) RandomForest (Florestas aleatórias); Decision Trees (Árvores de decisão baseadas no algoritmo CART - Classification And Regression Tree); K-NN (K vizinhos mais próximos); SVM (Support Vector Machine ou Máquinas de vetores suporte). Todos esses algoritmos foram treinados no Scikit-learn (Python) para os quatro níveis categóricos.

Por se tratar de um Sistema Web, SoloClass poderá ser acessado por dispositivos móveis, computadores pessoais, sem nenhuma restrição de sistema operacional e sem a necessidade de hardware sofisticado.

3. Consulta: classificação automática de solos

A consulta sobre a classificação automática de solos fornecidos pelo usuário é realizada como segue:

3.1. Input: arquivo com um conjunto de atributos dos solos

Primeira etapa:

A Figura 1 refere-se à primeira etapa do processo de consulta, que è a seleção de um nível de classificação.

Figura 1: Seleção nível categórico.


Segunda etapa:

A Figura 2 refere-se à segunda etapa do processo de consulta, que è a seleção dos classificadores.

Figura 2: Seleção dos classificadores.


Terceira etapa:

A Figura 3 refere-se à primeira etapa do processo de consulta, que è a seleção de um arquivo para a classificação.

Figura 3: Seleção do arquivo para classificação.


Neste caso, o usuário fornece ao sistema um arquivo texto (.CSV) com o conjunto de atributos do solo. A Figura 4 contém um exemplo de um arquivo com três horizontes. O arquivo contém uma coluna: ID_PONTO, referente a um identificador único para cada perfil, esse identificador deve estar presente em todos os horizontes de um mesmo perfil. A ordem das colunas não é importante, porém todas devem estar presentes, mesmo que nulas. Um modelo de arquivo está disponivel em: Template.csv

Figura 4: Modelo de arquivo a ser enviado.


Após carregar o arquivo ilustrado na Figura 4, o sistema exibe o resultado da classificação, sendo a classificação por comitê o consenso entre os classificadores escolhidos e a classificação por classificador a resposta de cada classificador, conforme pode ser visto na Figura 5.

Figura 5: Tela de resultados de classificação do SoloClass.


4. Em caso de dúvidas, fale conosco

Serviço de Atendimento ao Cidadão - SAC Embrapa.