@PHDTHESIS{ 2022:542172753, title = {Mapeamento de uso e cobertura da terra utilizando sensoriamento remoto e redes neurais convolucionais}, year = {2022}, url = "https://tede.unioeste.br/handle/tede/6136", abstract = "O crescimento da população mundial causa uma expansão da demanda por alimentos, consequentemente, um aumento na produção agrícola. O detalhamento do uso e cobertura da terra (LULC) desempenha um papel de destaque para o setor agrícola, possibilitando o monitoramento, planejamento e gerenciamento dessas áreas de forma eficiente. Nesse segmento, o uso de técnicas de sensoriamento remoto tem se mostrado uma ferramenta valiosa para o mapeamento de extensas áreas agrícolas. Portanto, o objetivo geral da pesquisa foi explorar métodos de aprendizado de máquina visando realizar o mapeamento de LULC por meio de imagens de satélite de três áreas de estudo no estado do Paraná. Além disso, a generalização dos modelos foi avaliada por meio da classificação cruzada. Para tanto, o trabalho foi dividido em três etapas contempladas em artigos científicos. No primeiro artigo, foi proposta uma Rede Neural Convolucional Temporal Unidimensional (1D-TempCNN) para a classificação de LULC, utilizando Séries Temporais de Imagens de Satélites (SITS). Dois outros classificadores, Floresta Aleatória (RF) e Máquina de Vetores de Suporte (SVM), foram utilizados para comparação dos resultados. A Exatidão Global (EG) foi acima de 98% para todos os modelos quando o teste foi realizado na mesma área de treinamento. Entretanto, na classificação cruzada, a 1D-TempCNN apresentou melhores valores de EG (entre 94,34 e 98,67%) e maior generalização. Duas técnicas de Aumentos de Dados (DA), janela deslizante e scaling, contribuíram para generalização dos modelos. Dessa forma, a arquitetura proposta foi viável para classificação cruzada, podendo ser utilizada em diferentes anos-safra ou diferentes áreas agrícolas. No segundo artigo, foi explorada a classificação antecipada, utilizando a arquitetura 1D-TempCNN e dois modelos clássicos, Perceptron Multicamadas (MLP) e RF. Os modelos apresentaram desempenho similar, alcançando EG superior a 95% ao final de dezembro. Entretanto, na classificação cruzada, somente o modelo 1D-TempCNN alcançou EG acima de 95%, em todos os cenários testados, atingindo esse valor entre o início de dezembro e primeira quinzena de fevereiro. Dessa forma, esse modelo apresentou capacidade de generalização e pode ser utilizado para a classificação antecipada em diferentes áreas do treinamento. O terceiro artigo abordou a utilização de segmentação semântica para construção de mapas de LULC. Duas arquiteturas da Deeplabv3 (ResNet-50 e ResNet-101) pré-treinadas foram avaliadas juntamente com duas diferentes combinações de bandas (cor verdadeira e falsa cor) e dois tamanhos de imagens de treinamento. Os mapas de referência, utilizados no treinamento e teste, foram originados dos resultados do primeiro artigo. A EG apresentou resultados entre 74,91% e 77,81% e os da métrica Intersecção sobre União entre 39,46% e 52,56%. Além disso, a combinação de bandas falsa cor foi superior à de cor verdadeira, de maneira que a utilização de imagens menores resultou em mapas mais detalhados e precisos. O modelo com a rede base ResNet-101 apresentou os melhores resultados na maior parte das métricas analisadas. Contudo, a maior dificuldade encontrada foi a distinção entre as classes soja e milho. Assim, esse modelo apresentou capacidade de generalização, demostrando ser uma opção viável para a construção de mapas de LULC de área extensas, o que permitiu o monitoramento e planejamento de áreas agrícolas.", publisher = {Universidade Estadual do Oeste do Paraná}, scholl = {Programa de Pós-Graduação em Engenharia Agrícola}, note = {Centro de Ciências Exatas e Tecnológicas} }