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Tipo do documento: Dissertação
Título: Segmentação Semântica de Imagens Aplicada à Detecção de Desmatamento na Amazônia
Título(s) alternativo(s): Semantic Image Segmentation Applied to Deforestation Detection in the Amazon
Autor: Andrade, Renan Bides de 
Primeiro orientador: Mota, Guilherme Lucio Abelha
Segundo orientador: Costa, Gilson Alexandre Ostwald Pedro da
Primeiro membro da banca: Xavier, Vinicius Layter
Segundo membro da banca: Feitosa, Raul Queiroz
Terceiro membro da banca: Gomes, Otávio da Fonseca Martins
Resumo: O desmatamento é um problema de amplo alcance e responsável por sérias questões ambientais, como perda de biodiversidade e mudanças climáticas globais. Contendo aproximadamente dez porcento de toda a biomassa do planeta e abrigando um décimo das espécies conhecidas, o bioma Amazônia enfrentou importantes pressões de desmatamento nas últimas décadas. A criação de métodos e cientes de detecção de desmatamento é, portanto, essencial para combater o desmatamento ilegal e auxiliar na concepção de políticas públicas direcionadas a promover o desenvolvimento sustentável na Amazônia. Tendo em vista contribuir para o uso de tecnologias recentes na gestão ambiental, este trabalho implementa e avalia uma abordagem de detecção de desmatamento baseada em um modelo de deep learning (DL) fully convolutional para segmentação semântica, o DeepLabV3+. Os resultados obtidos são comparados a métodos de patch classi cation baseados em DL propostos anteriormente (Early Fusion e Siamese Convolutional Network). Nos experimentos são empregadas imagens do sistema de Sensoriamento Remoto (SR) orbital Landsat OLI-8 obtidas em diferentes datas, cobrindo uma região da floresta amazônica, com intuito de avaliar a sensibilidade dos métodos à quantidade de dados de treinamento. Adicionalmente, foram avaliados distintos valores nos parâmetros da função de perda usada no treinamento do modelo proposto. Os resultados mostraram que a grande maioria das variantes do método proposto testadas superaram signi cativamente os outros métodos baseados em DL em termos das métricas overall accuracy e F1-score e precision, e obtendo resultados similares em termos de recall. Os ganhos no desempenho, quando presentes, foram ainda mais substanciais quando quantidades limitadas de amostras foram usadas no treinamento dos métodos avaliados
Abstract: Deforestation is a worldwide problem which is responsible for serious environmental issues, such as biodiversity loss and climate change. Containing approximately ten percent of all biomass in the planet and habitat of one tenth of the known species, the Amazon biome has, in the last decades, being submitted to important deforestation pressure. Therefore, devising e cient deforestation detection methods is key to combat illegal deforestation and to give support to public policies targeting sustainable development in the Amazon. Aiming at contributing to the use of state-of-the-art technologies in the environmental management, this work implements and evaluates a deforestation detection approach based on a Fully Convolutional Deep Learning (DL) model for semantic segmentation, the DeepLabV3+. The results obtained with the use of the proposed approach are compared to those obtained with previously proposed patch classi cation DL-based methods (Early Fusion and Siamese Convolutional Network). In the reported experiments, it is employed a database, consisting of Landsat OLI-8 images acquired on di erent dates covering regions of the Amazon forest. The aim is evaluating the sensibility of the compared methods to the amount of training data. Additionally, distinct values of the parameters of the loss function used during training were evaluated. Results suggest that the tested variants of the proposed method signi cantly outperformed the other DL-based methods in terms of overall accuracy, F1-score and precision, while performed similarly in terms of the recall metric. Performance gain, when present, tended to be more substantial when limited amounts of images was used in the training.
Palavras-chave: Deep Learning
Deforestation
Semantic Segmentation
Change Detection
Processamento de imagens – Segmentação
Linguagem de máquina
Desmatamento – Amazônia (Brasil)
Desmatamento
Segmentação Semântica
Detecção de Mudanças
Área(s) do CNPq: CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::CIENCIA DA COMPUTACAO::METODOLOGIA E TECNICAS DA COMPUTACAO
Idioma: por
País: Brasil
Instituição: Universidade do Estado do Rio de Janeiro
Sigla da instituição: UERJ
Departamento: Centro de Tecnologia e Ciências::Instituto de Matemática e Estatística
Programa: Programa de Pós-Graduação em Ciências Computacionais
Citação: ANDRADE, Renan Bides de. Segmentação Semântica de Imagens Aplicada à Detecção de Desmatamento na Amazônia. 2020. 58 f. Dissertação( Mestrado em Ciências Computacionais) - Instituto de Matemática e Estatística, Universidade do Estado do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, 2020.
Tipo de acesso: Acesso Aberto
URI: http://www.bdtd.uerj.br/handle/1/20286
Data de defesa: 4-Mar-2020
Aparece nas coleções:Mestrado em Ciências Computacionais

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