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http://www.bdtd.uerj.br/handle/1/23943
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 |
Arquivos associados a este item:
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