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Título: Manejo florestal orbital: uso de imagens de Satélite e machine learning para otimizar e Auxiliar a tomada de decisão
Título(s) alternativo(s): Orbital forest management: using Satellite imagery and machine learning to optimize and help decision making
Autor : Miranda, Evandro Nunes
Lattes: https://lattes.cnpq.br/1988604865446308
Primeiro orientador: Gomide, Lucas Rezende
Segundo coorientador: Scolforo, Henrique Ferraço
Primeiro membro da banca: Gomide, Lucas Rezende
Segundo membro da banca: Campoe, Otávio Camargo
Terceiro membro da banca: Páscoa, Kalill José Viana da
Quarto membro da banca: Scolforo, Henrique Ferraço
Quinto membro da banca: Monti, Cássio Augusto Ussi
Palavras-chave: Random Forest
XGBoost
Sensoriamento remoto
Detecção de anomalias
Crescimento e produtividade
Anomaly detection
Growth and yield
Data da publicação: 10-Dez-2024
Agência(s) de fomento: Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior- CAPES
Referência: MIRANDA, Evandro Nunes. Manejo florestal orbital: uso de imagens de Satélite e machine learning para otimizar e Auxiliar a tomada de decisão. 2024. 107 p. Tese ( Doutorado em Engenharia Florestal) – Universidade Federal de Lavras, Lavras, 2024.
Resumo: O monitoramento florestal com o uso de imagens é uma prática consolidada na indústria florestal, seja por meio de drones ou sensoriamento remoto. No entanto, há uma necessidade contínua de aprimorar tecnologias e metodologias para alcançar resultados mais precisos e eficazes. Imagens de satélite oferecem uma fonte rica de informações, com resolução espacial e temporal que permite o monitoramento constante das florestas, com precisão confiável. Esta tese tem como objetivo utilizar dados de sensoriamento remoto de forma econômica e periódica, integrando essas informações com as condições das florestas. Isso inclui a detecção automatizada e periódica de anomalias florestais, a identificação da competição de mato com florestas de eucalipto em plantios jovens e a previsão do potencial de crescimento e produtividade futura. No primeiro artigo, o objetivo foi construir um modelo autorregressivo que utiliza informações de índice de vegetação, com variáveis cadastrais, como zonas climáticas e material genético, para a detecção de anomalias em plantios florestais. Modelos de machine learning (ML), como random forest (RF) e extreme gradient boosting (XGBoost), foram usados para alcançar esse objetivo, com os melhores resultados obtidos pelo XGBoost. A metodologia proposta mostrou-se altamente aderente e confiável para a detecção de anomalias. No segundo artigo, o objetivo foi detectar a competição de mato com plantios jovens de eucalipto usando imagens de Sentinel-2. Utilizou-se uma metodologia de seleção de variáveis com algoritmo genético e classificação da presença ou ausência de competição com RF, denominado GARF. O método foi eficiente e selecionou um subconjunto ótimo de variáveis que permitem a identificação dessa competição usando imagens de satélite. No terceiro artigo, o foco foi estimar a altura dominante de florestas de eucalipto aos 2 anos de idade, utilizando informações satelitais e climáticas coletadas ao completar um ano de idade dos plantios. Essa estimativa antecipada da qualidade local permite gerar um inventário florestal precoce. Utilizou-se o GARF para seleção de variáveis e regressão, permitindo a inclusão de variáveis climáticas e influências biológicas no modelo. Essas informações serão integradas a um banco de dados para apoiar a tomada de decisões, oferecendo uma base sólida para uma gestão florestal mais eficiente e sustentável. A incorporação de inteligência computacional, como ML, potencializa ainda mais a capacidade de monitoramento constante das florestas e a detecção de anomalias.
Abstract: Forest monitoring using images is a well-established practice in the forestry industry, utilizing both drones and remote sensing. However, there is a continuous need to enhance technologies and methodologies to achieve more accurate and effective results. Satellite images provide a rich source of information with spatial and temporal resolution, enabling constant monitoring of forests with reliable precision. This thesis aims to use remote sensing data economically and periodically, integrating this information with forest conditions. This includes the automated and periodic detection of forest anomalies, the identification of weed competition with young eucalyptus plantations, and predicting future growth and productivity potential. In the first article, the objective was to develop an autoregressive model using vegetation index information combined with cadastral variables such as climate zones and genetic material to detect anomalies in forest plantations. Machine learning (ML) models, including random forest (RF) and extreme gradient boosting (XGBoost), were employed to achieve this goal, with XGBoost delivering the best results. The proposed methodology proved to be highly effective and reliable for anomaly detection. The second article focused on detecting weed competition with young eucalyptus plantations using Sentinel-2 images. A methodology for variable selection using a genetic algorithm and classification of the presence or absence of competition with RF, known as GARF, was implemented. This method efficiently selected an optimal subset of variables, enabling the identification of weed competition using satellite images. The third article aimed to estimate the dominant height of eucalyptus forests at two years of age, utilizing satellite and climate information collected when the plantations were one year old. This early estimate of local quality facilitates the generation of a preliminary forest inventory. GARF was employed for variable selection and regression, incorporating climatic variables and biological influences into the model. This information will be integrated into a database to support decision-making, offering a solid basis for more efficient and sustainable forest management. The incorporation of computational intelligence, such as ML, further enhances the ability to constantly monitor forests and detect anomalies.
metadata.teses.dc.description: Arquivo retido, a pedido da autora, até novembro de 2025.
URI: http://repositorio.ufla.br/jspui/handle/1/59738
Publicador: Universidade Federal de Lavras
Idioma: por
Aparece nas coleções:DAE - Administração - Doutorado (Teses)

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