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

dc.contributor.advisorSantos, Alexandre dos
dc.contributor.refereeVasconcellos, Bruna Nascimento de
dc.contributor.refereeSouza, Deborah Valandro de
dc.creatorOliveira, Ricardo Jair de
dc.creator.Latteshttps://lattes.cnpq.br/8551237306192817
dc.creator.orcidhttps://orcid.org/0000-0003-1060-9701
dc.date.accessioned2026-03-04T15:31:03Z
dc.date.issued2025-12-29
dc.description.abstractBrazil 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.
dc.description.acaoclimatica1. Agricultura de baixa emissão de carbono
dc.description.acaoclimatica6. Eficiência energética ou inovação ambiental
dc.description.acaoclimatica7. Manejo de resíduos ou recuperação de áreas degradadas
dc.description.areastematicasdaextensaoEducação
dc.description.areastematicasdaextensaoMeio ambiente
dc.description.areastematicasdaextensaoTecnologia e produção
dc.description.areastematicasdaextensaoTrabalho
dc.description.odsODS 11: Cidades e comunidades sustentáveis
dc.description.odsODS 13: Ação contra a mudança global do clima
dc.description.odsODS 15: Vida terrestre
dc.description.odsODS 17: Parcerias e meios de implementação
dc.description.resumoO 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.
dc.description.tipodeimpactoSociais
dc.description.tipodeimpactoTecnológico
dc.description.tipodeimpactoEconômicos
dc.identifier.citationOLIVEIRA, 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.
dc.identifier.urihttps://repositorio.ufla.br/handle/1/60649
dc.language.isopt_BR
dc.publisherUniversidade Federal de Lavras
dc.publisher.collegeEscola de Ciências Agrárias de Lavras (ESAL)
dc.publisher.countrybrasil
dc.publisher.initialsUFLA
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Entomologia
dc.subjectMonitoramento florestal
dc.subjectPragas florestais
dc.subjectRadar de abertura sintética
dc.subjectSensoriamento remoto
dc.subjectSilvicultura de precisão
dc.subjectAeronaves remotamente pilotadas (RPA)
dc.subjectForest monitoring
dc.subjectForest pests
dc.subjectSynthetic Aperture Radar (SAR)
dc.subjectRemote sensing
dc.subjectPrecision forestry
dc.subjectRemotely Piloted Aircraft (RPA)
dc.subject.cnpqCiências Agrárias
dc.titleMonitoramento remoto de formigas cortadeiras com o radar sentinel-1 em plantios de eucalipto
dc.title.alternativeRemote monitoring of leaf-cutting ants using the sentinel-1 radar in eucalyptus plantation
dc.typedissertação

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