Python para Ciência de Dados: Aplicações à Agricultura Digital

Autores

Jorge Juan Zavaleta Gavidia
Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro (UFRRJ)
https://orcid.org/0000-0002-4747-8613
Gustavo Bastos Lyra
Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro (UFRRJ)
https://orcid.org/0000-0002-9882-7000
Sergio Manuel Serra da Cruz
Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ)
https://orcid.org/0000-0002-0792-8157

Palavras-chave:

Agricultura Digital, Ciência de Dados, Inteligência Artificial, Machine Learning

Sinopse

A agricultura contemporânea encontra-se em um momento de profunda transformação, impulsionada pela crescente disponibilidade de dados, avanços tecnológicos e pela necessidade de práticas mais eficientes e sustentáveis. Nesse contexto, a ciência de dados emerge como uma disciplina estratégica, capaz de extrair conhecimento a partir de grandes volumes de informação, promovendo decisões mais precisas e fundamentadas em evidências.

A aplicação de métodos analíticos e computacionais à agricultura tem potencial para otimizar processos produtivos, prever comportamentos ambientais, reduzir desperdícios e aumentar a resiliência dos sistemas agrícolas frente às mudanças climáticas e às pressões socioeconômicas.

A linguagem de programação Python tem se destacado como uma das principais ferramentas utilizadas na ciência de dados, devido à sua sintaxe acessível, ampla comunidade de usuários e vasta gama de bibliotecas especializadas. Recursos como Pandas, NumPy, Matplotlib, Scikit-learn e GeoPandas permitem desde a manipulação eficiente de dados tabulares e espaciais até a construção de modelos preditivos e visualizações interativas.

Essa versatilidade torna Python especialmente adequado para aplicações agrícolas, que frequentemente envolvem dados heterogêneos—como séries temporais de clima, imagens de sensoriamento remoto, registros de solo e produtividade, entre outros.

Este livro tem como objetivo apresentar, de forma sistemática e aplicada, os fundamentos da ciência de dados utilizando Python, com foco específico em problemas e cenários do setor agrícola. Ao longo dos capítulos, serão abordadas técnicas de aquisição, limpeza, análise exploratória, modelagem e visualização de dados, sempre contextualizadas com exemplos reais e pertinentes à agricultura. A proposta é oferecer ao leitor não apenas o domínio técnico da linguagem e dos métodos, mas também a capacidade de formular perguntas relevantes, interpretar resultados com rigor e aplicar soluções computacionais a desafios concretos do campo.

Ao integrar ciência de dados e agricultura, este trabalho busca contribuir para a formação de profissionais e pesquisadores capazes de atuar de forma crítica e inovadora na construção de sistemas agroalimentares mais inteligentes, sustentáveis e inclusivos. 

Biografia do Autor

Jorge Juan Zavaleta Gavidia, Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro (UFRRJ)

Jorge Zavaleta é doutor em Engenharia de Sistemas e Computação, com ênfase em Inteligência Artificial, pelo Programa de Engenharia de Sistemas e Computação (PESC/COPPE) da Universidade Federal
do Rio de Janeiro (UFRJ).

Realizou três pós-doutorados em áreas complementares da Inteligência Artificial e da Ciência de Dados:

1. Métodos de Aprendizado de Máquina Aplicados à Análise da Qualidade de Dados em Agricultura Digital (PDJ/CNPq – UFRRJ), atuando no Departamento de Ciências Ambientais da Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro.

2. Algoritmos de Machine Learning Aplicados a Dados de Saúde, no Programa de Pós-Graduação em Telemedicina e Telessaúde da Universidade Estadual do Rio de Janeiro (UERJ), vinculado ao projeto CAPES-COVID.

3. Métodos de Machine Learning para detecção de fake news em redes sociais, no Instituto de Computação da UFRJ, no âmbito do projeto CAPES-TecnoDigital.

É mestre em Ciência da Computação pelo Instituto de Informática da Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS) e graduado em Matemática e em Ciências Físicas e Matemáticas pela Universidad Nacional de Trujillo (Peru).

Sua atuação científica e profissional concentra-se em Inteligência Artificial, Ciência de Dados, Aprendizado de Máquina e Processamento de Linguagem Natural, com aplicações em Educação, Saúde e Agricultura Digital. Trabalha também com Inteligência Computacional (lógica fuzzy, redes neurais e algoritmos genéticos), Neurociência Computacional (rastreio, avaliação e intervenção), Sistemas Especialistas, Programação Orientada a Objetos e Funcional, além de desenvolvimento em Java, R e Python para Ciência de Dados.

Possui experiência adicional em estratégias de ensino mediadas por computador, jogos educacionais, matemática aplicada e computacional, dislexia computadorizada e programação para dispositivos móveis, além de interesse em governança em tecnologia da informação.

Lattes: http://lattes.cnpq.br/5989368756609995
ORCID: https://orcid.org/0000-0002-4747-8613

Gustavo Bastos Lyra, Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro (UFRRJ)

Gustavo Lyra é meteorologista pela Universidade Federal de Alagoas (UFAL), mestre em Agronomia – Meteorologia Aplicada pela Universidade Federal de Viçosa (UFV) e doutor em Agronomia – Física do Ambiente Agrícola pela Universidade de São Paulo (USP).

É Professor Associado IV da Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro (UFRRJ), onde coordena o Laboratório e o Grupo de Pesquisa em Modelagem Ambiental e Atmosférica. Atua em programas de pós-graduação da Universidade Federal Fluminense (UFF) e da UFAL. Desenvolve pesquisas em Agrometeorologia, Climatologia,

Micrometeorologia e Radiometria Solar, com ênfase em evapotranspiração, interação solo–planta–atmosfera, modelagem ambiental, variabilidade climática, sensoriamento remoto orbital e por drones e inteligência artificial aplicada à agricultura. É presidente da Sociedade Brasileira de Agrometeorologia (SBAgro), gestão 2025–2027.

Lattes: http://lattes.cnpq.br/2677800541601144
ORCID: https://orcid.org/0000-0002-9882-7000

Sergio Manuel Serra da Cruz, Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ)

Sergio Manuel Serra da Cruz é doutor em Engenharia em Sistemas de Computação (área de ciência de dados) pelo PESC/COPPE/UFRJ (2011). Sua tese de doutorado foi premiada, obteve o primeiro lugar
em concurso nacional organizado pela Presidência da República (Secretaria de Assuntos Estratégicos) em áreas estratégicas para o desenvolvimento nacional ( Engenharia e Sistemas e Computação ) no ano de 2011.

Possui mestrado em Informática pela Universidade Federal do Rio de Janeiro (2004), especializações em Redes de Computadores pelo NCE/UFRJ (1998) e Análise em Projeto e Gerência de Sistemas pela PUC-RIO (1994). Possui graduação em Química pela Universidade Federal do Rio de Janeiro (1993). Atualmente é professor na UFRJ e pesquisador-colaborador da Fundação Oswaldo Cruz.

Atualmente é coordenado e e professor efetivo do Programas de Pós-graduação em Informática (PPGI/UFRJ) Professor efetivo dos Programas de Pós-graduação em Humanidades Digitais (PPGIHD/UFRRJ), Pós Graduação em Agricultura Orgânica (PPGAO/UFRRJ) e PósGraduação em Agronegócios (PPGEAGRO/UFRRJ). Revisor de diversos periódicos nacionais e internacionais. Tutor do programa PÈT-SI/UFRRJ (2013-2025). Representante Institucional da SBC da UFRJ. Coordenador Nacional do exame POSCOMP da SBC. Research Fellow do AgtechGarage. Membro do grupo Greco-DCC/UFRJ entre outros.

É o líder do grupo de pesquisas: Gerência de Dados e Ciência de Dados do CNPq. Tem experiência na área de Ciência da Computação, com ênfase em Ciência de Dados, atuando principalmente nos seguintes temas: engenharia de dados, bancos de dados, big data, workflows científicos, proveniência de dados, principios FAIR, dados abertos ligados, inteligência artificial, ontologias, web semântica, blockchain, serviços web, computação distribuída em nuvem, agricultura digital e gestão do conhecimento.

Lattes: http://lattes.cnpq.br/7618571401128973
ORCID: https://orcid.org/0000-0002-0792-8157

Python para Agricultura Digital

Publicado

November 1, 2026

Como Citar

Python para Ciência de Dados: Aplicações à Agricultura Digital. (2026). Editora Cerceau. https://doi.org/10.17655/9788567211961