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Monitoramento remoto de formigas cortadeiras com o radar sentinel-1 em plantios de eucalipto

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Universidade Federal de Lavras

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Escola de Ciências Agrárias de Lavras (ESAL)

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Programa de Pós-Graduação

Programa de Pós-Graduação em Entomologia

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Sociais
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Áreas Temáticas da Extensão

Educação
Meio ambiente
Tecnologia e produção
Trabalho

Objetivos de Desenvolvimento Sustentável

ODS 11: Cidades e comunidades sustentáveis
ODS 13: Ação contra a mudança global do clima
ODS 15: Vida terrestre
ODS 17: Parcerias e meios de implementação

Dados abertos

Resumo

O Brasil possui mais de 9,93 milhões de hectares de plantações de eucalipto e figura entre os maiores produtores globais de polpa e papel. Nesse contexto, as formigas-cortadeiras representam um dos principais desafios para o setor, devido ao intenso desfolhamento que provoca perda de área foliar, redução da capacidade fotossintética e diminuição do crescimento das árvores. Embora o manejo dessas pragas dependa de monitoramento contínuo, os métodos tradicionais são trabalhosos, custosos e de baixa escalabilidade, reforçando a necessidade de abordagens operacionais mais eficientes. Este trabalho avaliou o uso de dados de radar Sentinel1 e técnicas de aprendizado de máquina para estimar a cobertura do dossel como indicador indireto da desfolha causada por formigas-cortadeiras, integrando índices SAR (RVI, RATIO e RFDI) previamente selecionados a partir de análises de colinearidade. Três algoritmos supervisonados foram comparados Neural Networks, Random Forest e Support Vector Machine (SVM). As SVM, especialmente nos kernels polinomial e radial, apresentaram o melhor desempenho, com erros médios absolutos próximos a 0,23 e alta estabilidade entre treino e validação. Os resultados demonstraram que, mesmo com resolução de 10 m, o Sentinel-1 é capaz de captar alterações estruturais do dossel associadas à herbivoria, reproduzindo de forma coerente padrões observados em imagens de altíssima resolução (3 cm). A abordagem permitiu identificar gradientes de desfolha e distinguir áreas sadias, moderadamente afetadas e severamente danificadas, revelando potencial para aplicação operacional no Manejo Integrado de Pragas. O desenvolvimento deste processo de monitoramento espacial, baseado em big data e processamento em máquinas virtuais em nuvem, contribui para decisões antecipadas, redução de custos e menor necessidade de insumos químicos. Além disso, alinha-se às exigências de certificações ambientais (FSC, Cerflor) e às diretrizes internacionais de manejo sustentável propostas pela FAO, oferecendo uma solução tecnológica aplicada à silvicultura de precisão em larga escala.

Abstract

Brazil has more than 9.93 million hectares of eucalyptus plantations and ranks among the world’s largest producers of pulp and paper. In this context, leaf-cutting ants constitute one of the main challenges for the sector, as their intense defoliation leads to loss of leaf area, reduced photosynthetic capacity, and decreased tree growth. Although the management of these pests depends on continuous monitoring, traditional methods are labor-intensive, costly, and exhibit low scalability, underscoring the need for more efficient operational approaches. This study evaluated the use of Sentinel-1 radar data and machine learning techniques to estimate canopy cover as an indirect indicator of defoliation caused by leaf-cutting ants, integrating SAR indices (RVI, RATIO, and RFDI) previously selected through collinearity analyses. Three supervised algorithms were compared: Neural Networks, Random Forest, and Support Vector Machine (SVM). SVMs particularly those with polynomial and radial kernels showed the best performance, with mean absolute errors close to 0.23 and high stability between training and validation. The results demonstrated that, even at a 10 m resolution, Sentinel-1 can capture structural changes in the canopy associated with herbivory, coherently reproducing patterns observed in high-resolution imagery (3 cm). The approach enabled the identification of defoliation gradients and the discrimination of healthy, moderately affected, and severely damaged areas, revealing strong potential for operational application in Integrated Pest Management. The development of this spatial monitoring process, based on big data and cloudbased virtual machine processing, supports early decision-making, reduces costs, and decreases the need for chemical inputs. Furthermore, it aligns with the requirements of environmental certifications (FSC, Cerflor) and the sustainable management guidelines proposed by the FAO, offering a technological solution for large-scale precision forestry.

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OLIVEIRA, Ricardo Jair de. Monitoramento remoto de formigas cortadeiras com o radar sentinel-1 em plantios de eucalipto. 2026. 59 p. Dissertação (Mestrado em Entomologia) - Universidade Federal de Lavras, Lavras, 2025.

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