@MASTERSTHESIS{ 2023:450339697, title = {Engenharia e extração de recursos em séries temporais de índice de vegetação para mapeamento de área com culturas anuais}, year = {2023}, url = "https://tede.unioeste.br/handle/tede/6656", abstract = "No Brasil, as operações financeiras de crédito, custeio e seguro agrícola são as principais políticas de incentivo ao desenvolvimento da agricultura. De acordo com o Manual de Crédito Rural (MCR), a instituição financeira concedente é responsável pelo monitoramento e pela fiscalização das operações de crédito rural, autorizando a utilização de técnicas de geoprocessamento e sensoriamento remoto para essa finalidade. A aferição e validação da área agricultável do imóvel é uma das informações necessárias ao cumprimento do MCR. Essa demanda pode ser atendida com a utilização de técnicas de mineração de dados em séries temporais de índices de vegetação (STIV) para classificação de culturas anuais. O objetivo deste trabalho foi mapear e estimar áreas com culturas agrícolas anuais, utilizando mineração de dados e técnicas de engenharia e extração de recursos em séries temporais de índice de vegetação. A área de estudo compreende a região oeste do estado da Bahia, Nordeste do Brasil, devido à disponibilidade do Dataset LEM+ com classes de uso e cobertura da terra para a região. A metodologia geral segue o processo descoberta de conhecimento em banco de dados (KDD). O processo de KDD contém 5 etapas, sendo: 1ª etapa - seleção de dados com 48 imagens de índice de vegetação do sensor MODIS dos satélites Terra e Aqua, entre o período de 22/09/2019 e 21/09/2020; 2ª etapa - pré-processamento: divisão dos valores das STIV por 10.000 e empilhamento em cubo temporal de STIV; 3ª etapa - transformação: geração de 2 grupos de imagens, um com suavização da STIV com filtro Savitzky-Golay (SG) e o outro com simplificação da STIV, extraindo sua componente de tendência (TD) com o algoritmo de Decomposição Sazonal Baseado em Perda (STL), utilizando de técnicas de engenharia e extração de recursos para construção de 25 imagens de atributos derivados (AD) em cada tratamento; 4ª etapa - mineração de dados, foram utilizadas 73 imagens (STIV + AD) de cada tratamento SG e TD e criadas 10 combinações de atributos contendo STIV, AD básicos e AD polares. O algoritmo Boruta foi utilizado para seleção de atributos com maior importância para a tarefa de classificação das culturas anuais e o classificador Random forest (RF) otimizado com Grid search cross validation, para encontrar o melhor modelo de classificação; 5ª etapa - avaliação e interpretação, foram extraídas estatísticas das 10 combinações de atributos para aferição de acurácia, Kappa e precisão do mapeamento. Os resultados mais promissores foram identificados na combinação 8, que possuía 73 atributos, sendo eles a STIV gerada com o componente de tendência, 15 AD extraídos com métricas básicas e 10 AD gerados com métricas polares, em que, com o Boruta, foram selecionados apenas 60 atributos. A máscara construída com RF mapeou 2,53 milhões de hectares com culturas anuais na região do estudo. Com superestimativa de 12,5%, em relação aos dados oficiais do IBGE a máscara obteve acurácia de 92%, Kappa de 86% e precisão aproximada de 92,2%. Do Cadastro Ambiental Rural (CAR), foi selecionado um imóvel rural e realizada uma simulação de um processo na fiscalização de crédito agrícola. Foi comparada a área de uso consolidado do imóvel, de 852,82 hectares, com casos de mapeamento da área com culturas anuais. Um dos casos obteve área mapeada de 848,145 hectares com acurácia de 99,22%, Kappa de 98,32% e precisão aproximada de 100%. Esse caso de mapeamento foi realizado aplicando-se o modelo RF treinado em imagens de STIV e AD recortadas para o imóvel rural. As técnicas aplicadas no mapeamento de áreas com culturas anuais utilizando mineração de dados, engenharia e extração de atributos em STIV permitem agilidade em processos de gestão territorial e para validação de informações sobre imóveis rurais no crédito agrícola realizado por instituições financeiras.", publisher = {Universidade Estadual do Oeste do Paraná}, scholl = {Programa de Pós-Graduação em Engenharia Agrícola}, note = {Centro de Ciências Exatas e Tecnológicas} }