Multissensores na detecção e quantificação de desfolha por lepidópteros desfolhadores em eucaliptais

dc.contributor.advisorBonetti Filho, Ronald Zanetti
dc.contributor.co-advisorSantos, Alexandre dos
dc.contributor.refereeAcerbi Junior, Fausto Weimar
dc.contributor.refereeVasconcellos, Bruna Nascimento de
dc.creatorSilva, Oresthes Márlon Alves e
dc.creator.Latteshttp://lattes.cnpq.br/5344196716439718
dc.creator.orcidhttps://orcid.org/0009-0001-3448-4520
dc.date.accessioned2025-08-21T11:46:26Z
dc.date.issued2025-03-10
dc.description.abstractEucalyptus cultivation plays an important role in the Brazilian forestry sector, being the main source of raw material for paper, pulp, and charcoal. However, productivity can be compromised by insect pest, such as defoliating lepidopterans, making the monitoring of these infestations a fundamental step for sustainable management. In this context, remote sensing stands out as a promising alternative to estimate the damage caused by defoliating caterpillars.In this study, high-resolution reference data were obtained from drone RGB images and hemispherical canopy photographs, while scenes from Sentinel-1 (SAR) and Sentinel-2 (optical) satellites provided broad spatial coverage to assess areas infested by caterpillars. Machine learning algorithms were applied to predict the extent of pest impact. Among the evaluated algorithms—Support Vector Machine (SVM) with different kernels, Random Forest (RF) in multiple configurations, and Artificial Neural Networks (ANN) with various layer and neuron structures—SVM and RF demonstrated the best performance.The lowest mean absolute error (MAE) values were achieved by the radial, polynomial, and linear versions of SVM, as well as by various parameter combinations of Random Forest. Conversely, models based on ANN showed higher error values, indicating a lower predictive capacity for canopy coverage in this context. The smallest MAE values recorded were approximately 0.10 for SVM radial, 0.11 for SVM linear, and between 0.10 and 0.12 for various RF configurations, indicating higher accuracy in predicting canopy coverage. However, ANN-based models exhibited MAE values greater than 0.30, suggesting lower performance in this scenario.This approach enables the detection and monitoring of infested areas by caterpillars, facilitating early decision-making in pest control, optimizing forest management, reducing production losses, and minimizing operational costs and environmental impacts. It also aligns with sustainability guidelines of environmental certifications such as the Forest Stewardship Council (FSC) and the Brazilian Forest Certification Program (Cerflor).
dc.description.areastematicasdaextensaoTecnologia e produção
dc.description.odsODS 2: Fome zero e agricultura sustentável
dc.description.odsODS 9: Indústria, inovação e infraestrutura
dc.description.odsODS 12: Consumo e produção responsáveis
dc.description.odsODS 13: Ação contra a mudança global do clima
dc.description.odsODS 15: Vida terrestre
dc.description.resumoO cultivo de eucalipto desempenha um importante papel no setor florestal brasileiro, sendo a principal fonte de matéria-prima para papel, celulose e carvão vegetal. Entretanto, a produtividade pode ser comprometida pela ação de insetos-praga, como os lepidópteros desfolhadores, tornando o monitoramento dessas infestações uma etapa fundamental para o manejo sustentável. Nesse contexto, o sensoriamento remoto se destaca como uma alternativa promissora para estimar os danos causados por lagartas desfolhadoras. Neste estudo, imagens RGB de drone e fotografias hemisféricas de dossel foram usadas como referência de alta resolução, enquanto cenas dos satélites Sentinel-1 (SAR) e Sentinel-2 (óptico) forneceram cobertura espacial ampla para avaliar as áreas infestadas por lagartas, aplicando algoritmos de aprendizado de máquina para prever a extensão do impacto das pragas. Entre os algoritmos de aprendizado de máquina avaliados, incluindo Support Vector Machine (SVM) com diferentes núcleos, Random Forest (RF) em múltiplas configurações e Redes Neurais Artificiais (ANN) com diversas estruturas de camadas e neurônios, os modelos SVM e RF apresentaram os melhores desempenhos. Os menores valores de erro médio absoluto (MAE) foram obtidos pelas versões radial, polinomial e linear do SVM, bem como por diversas combinações de parâmetros da Random Forest. Em contrapartida, os modelos baseados em ANN apresentaram os maiores valores de erro, sugerindo menor capacidade de predição da cobertura do dossel nesse contexto. Os menores valores de erro médio absoluto (MAE) foram registrados pelos modelos SVM radial (MAE ≈ 0,10), SVM linear (MAE ≈ 0,11) e por diversas configurações da Random Forest (MAE variando entre 0,10 e 0,12), indicando maior precisão na predição da cobertura do dossel. Porém, os modelos baseados em ANN apresentaram os maiores valores de erro (MAE > 0,30), sugerindo menor desempenho nesse cenário. A utilização dessa abordagem permite a detecção e monitoramento de áreas infestadas por lagartas desfolhadoras, antecipação da tomada de decisão no controle de pragas, otimizando o manejo florestal, reduzindo perdas na produção e minimizando custos operacionais e impactos ambientais e está alinhado com as diretrizes de sustentabilidade de certificações ambientais, como o Forest StewardshipCouncil (FSC) e o Programa Brasileiro de Certificação Florestal (Cerflor).
dc.description.sponsorshipCoordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)
dc.description.sponsorshipFundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas Gerais (FAPEMIG)
dc.description.sponsorshipConselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)
dc.description.sponsorshipApoio de campo e financiamento: Eldorado Brasil Celulose
dc.description.tipodeimpactoTecnológico
dc.identifier.citationSILVA, Oresthes Márlon Alves e. Multissensores na detecção e quantificação de desfolha por lepidópteros desfolhadores em eucaliptais. 2025. 41 f. Dissertação (Mestrado em Entomologia) – Universidade Federal de Lavras, Lavras, 2025.
dc.identifier.urihttps://repositorio.ufla.br/handle/1/60211
dc.language.isopt_BR
dc.publisherUniversidade Federal de Lavras
dc.publisher.collegeEscola de Ciências Agrárias de Lavras (ESAL)
dc.publisher.countrybrasil
dc.publisher.departmentDepartamento de Entomologia
dc.publisher.initialsUFLA
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Entomologia
dc.rightsAttribution-NoDerivs 3.0 Brazilen
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nd/3.0/br/
dc.subjectSensoriamento remoto
dc.subjectDesfolha - Monitoramento
dc.subjectSatélites Sentinel
dc.subjectSilvicultura de precisão
dc.subjectEucalipto
dc.subjectRemote sensing
dc.subjectDefoliation - Monitoring
dc.subjectSentinel satellites
dc.subjectPrecision forestry
dc.subjectEucalyptus
dc.subject.cnpqCiências Agrárias
dc.titleMultissensores na detecção e quantificação de desfolha por lepidópteros desfolhadores em eucaliptais
dc.title.alternativeMultisensors for the detection and quantification of defoliation by defoliating lepidopterans in eucalypt plantations
dc.typedissertação

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