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Tipo do documento: Dissertação
Título: Melhorando a Detecção de Desmatamento por meio de Adaptação Multidomínio com Estimativa de Incerteza
Título(s) alternativo(s): Enhancing deforestation detection through multi-domain adaptation with uncertainty estimation
Autor: Moura, Luiz Fernando de 
Primeiro orientador: Costa, Gilson Alexandre Ostwald Pedro
Primeiro coorientador: Mota, Guilherme Lucio Abelha
Primeiro membro da banca: Oliveira, Dário Augusto Borges
Segundo membro da banca: Vega, Pedro Juan Soto
Terceiro membro da banca: Feitosa, Raul Queiroz
Quarto membro da banca: Xavier, Vinicius Layter
Resumo: Modelos de Deep Learning (DL) têm se destacado no Sensoriamento Remoto (SR), auxiliando na segmentação semântica para classificação do solo, detecção de mudanças e análise da vegetação. No entanto, sua eficácia depende de grandes quantidades de dados rotulados, cuja obtenção é cara e trabalhosa. Para mitigar essa limitação, técnicas de Adaptação de Domínio (DA) permitem transferir conhecimento de um domínio para outro. Enquanto a DA para um único domínio-alvo é amplamente estudada, a adaptação envolvendo múltiplos domínios fonte e alvo ainda apresenta desafios. Esta dissertação propõe uma abordagem baseada em Redes Neurais Adversariais de Domínio (DANN) para detecção de desmatamento em cenários multi-domínio. Além disso, incorpora estimativa de incerteza para revisão humana seletiva, aceitando previsões confiáveis e recomendando intervenção onde há alta incerteza. O modelo é avaliado com imagens Landsat-8 da Amazônia e do Cerrado, utilizando diferentes cenários de domínios-fonte e alvo. Os resultados demonstram ganhos expressivos de acurácia, superando referências inferiores e, em algumas configurações, atingindo o desempenho do limite superior.
Abstract: Deep Learning (DL) models have shown great potential in scientific research, particularly in Remote Sensing (RS) for monitoring natural resources, environmental changes, and land use. Semantic segmentation techniques enable land cover classification, change detection in multi-temporal images, object identification, and vegetation health assessment. However, their effectiveness relies on large labeled datasets, which are costly and time-consuming to obtain. Domain Adaptation (DA) techniques address this challenge by transferring knowledge from a labeled source domain to one or more unlabeled target domains. While most DA research focuses on a single target domain, multi-target and multi-source scenarios remain underexplored. This dissertation proposes a deep learning approach using Domain Adversarial Neural Networks (DANN) for deforestation detection in multi-domain settings. Additionally, an uncertainty estimation phase is introduced to guide human review in high-uncertainty areas, enhancing manual auditing. The model is evaluated on Landsat-8 images from the Amazon and Brazilian Cerrado. In multi-target experiments, a single source domain provides labeled data, while target domains remain unlabeled. In multi-source scenarios, multiple source domains train the model for a single target. Results show significant accuracy improvements over lower-bound baselines, as indicated by F1-score and mean Average Precision (mAP). Furthermore, uncertainty-based review enhances performance, reaching upper-bound baselines in certain biome combinations.
Palavras-chave: Detecção de desmatamento
Adaptação de domínio
Múltiplos domínios target
Múltiplos domínios source
Estimativa de incerteza
Aprendizagem profunda
Deforestation detection
Domain adaptation
Multiple target domains
Multiple source domains
Uncertainty estimation
Deep learning
Área(s) do CNPq: CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::CIENCIA DA COMPUTACAO
Idioma: eng
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: MOURA, Luiz Fernando de. Melhorando a Detecção de Desmatamento por meio de Adaptação Multidomínio com Estimativa de Incerteza. 2024. 88 f. Dissertação (Mestrado em Ciências Computacionais) – Instituto de Matemática e Estatística, Universidade do Estado do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, 2024
Tipo de acesso: Acesso Restrito
URI: http://www.bdtd.uerj.br/handle/1/23943
Data de defesa: 12-Dez-2024
Aparece nas coleções:Mestrado em Ciências Computacionais



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