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Uso de drones e geotecnologias abertas para o monitoramento da cobertura do solo em uma área de restauração da Mata Atlântica

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Resumo

A restauração ecológica em larga escala na Mata Atlântica é estratégica para a conservação da biodiversidade e a resiliência ambiental do bioma, e demanda monitoramento padronizado, replicável e auditável para apoiar a gestão adaptativa e a prestação de contas. Este trabalho implementou e avaliou um fluxo digital de monitoramento baseado em dados obtidos por veículos aéreos não tripulados (VANTs) com sensores RGB (vermelho, verde e azul) e multiespectral, métricas estruturais derivadas de fotogrametria, incluindo o modelo de altura do dossel (CHM), índice espectral (NDVI), classificação supervisionada (Random Forest) e processamento em ferramentas abertas (Google Earth Engine e QGIS). Em uma área piloto de aproximadamente 13,0 ha, foram comparados dois períodos, T0 (abril de 2024) e T1 (janeiro de 2026; cerca de 20 meses pós-plantio), gerando mapas de cobertura do solo, estimativas de mudança líquida, análise de transições entre classes e comparação entre sensores no T1. Os resultados indicaram aumento de vegetação nativa e redução de gramíneas exóticas no período, com mudanças líquidas semelhantes entre sensores (Δ Vegetação Nativa: +2,91 ha no RGB e +3,00 ha no multiespectral; Δ Gramínea Exótica: -3,17 ha no RGB e -3,28 ha no multiespectral). A validação pontual indicou desempenho elevado (acurácia global ≈ 0,90–0,91; Macro-F1 ≈ 0,89–0,91), e as áreas por classe foram também reportadas com estimativas ajustadas por erro e IC95%, fortalecendo a robustez inferencial dos resultados. A concordância espacial entre RGB e multiespectral no T1 foi alta (86,7%), porém as discordâncias (13,3%) concentraram-se no estrato baixo (CHM < 1 m) e foram dominadas por trocas entre vegetação nativa jovem e gramínea, destacando uma zona crítica de incerteza em levantamentos iniciais. A validação independente por transectos de campo confirmou as estimativas dos mapas para o indicador de cobertura de vegetação nativa. Como contribuição aplicada, o estudo propõe uma estratégia operacional baseada no uso recorrente de RGB como referência de série temporal e no uso direcionado do multiespectral e do CHM como camadas de controle de qualidade e priorização de manejo em áreas críticas.

Abstract

Large-scale ecological restoration in the Atlantic Forest is strategic for biodiversity conservation and environmental resilience and requires standardized, replicable, and auditable monitoring to support adaptive management and accountability. This study implemented and evaluated a digital monitoring workflow based on data obtained by unmanned aerial vehicles (UAVs) with RGB (red, green, and blue) and multispectral sensors, photogrammetry-derived structural metrics, including a canopy height model (CHM), spectral index (NDVI), supervised classification (Random Forest), and open-access tools (Google Earth Engine and QGIS). A pilot area of approximately 13.0 ha was assessed across two periods, T0 (April 2024) and T1 (January 2026; approximately 20 months after planting), generating land cover maps, net change estimates, class-transition analyses, and an RGB–multispectral comparison at T1. Results showed an increase in native vegetation and a reduction in exotic grass cover over time, with similar net changes across sensors (Δnative vegetation: +2.91 ha in RGB and +3.00 ha in multispectral; Δgrass: -3.17 ha in RGB and -3.28 ha in multispectral). Point-based validation indicated high performance (overall accuracy ≈ 0.90–0.91; Macro-F1 ≈ 0.89–0.91), and class areas were also reported as error-adjusted estimates with 95% confidence intervals, strengthening the inferential robustness of the results. Spatial agreement between RGB and multispectral classifications at T1 was high (86.7%); however, deviations (13.3%) were concentrated in the low-height stratum (CHM < 1 m) and were dominated by swaps between young native vegetation and grass, highlighting a critical uncertainty zone in early-stage surveys. Independent field-transect validation confirmed the map-based estimates for native vegetation cover. As an applied contribution, the study proposes an operational strategy based on the recurring use of RGB as a time-series baseline and the targeted use of multispectral data and CHM as layers for quality control and management prioritization in critical areas.

Descrição

Área de concentração

Restauração e Conservação de Ecossistemas

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COSTA, Lucas Guedes. Uso de drones e geotecnologias abertas para o monitoramento da cobertura do solo em uma área de restauração da Mata Atlântica. 2026. 82 p. Dissertação (Mestrado Profissional em Tecnologias e Inovações Ambientais) – Universidade Federal de Lavras, Lavras, 2026.

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