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dc.creatorOliveira, Bruna Andriéli Simões de
dc.date.accessioned2021-12-17T18:20:57Z
dc.date.available2021-12-17T18:20:57Z
dc.date.issued2020-02-20
dc.identifier.urihttp://repositorio.ufsm.br/handle/1/23365
dc.description.abstractTropical forests are naturally subject to disturbances, in addition to occurring naturally, they can be caused by global warming, forest fires and deforestation. Thus, it is important to conduct this study, since the practices of selective extraction in tropical forests provide the opening of gaps in the forest canopy, which need studies in order to assess the dynamics and regeneration of these spaces. This study aimed to identify the presence of gaps through medium spatial resolution images and LiDAR sensor, using artificial intelligence in areas of selective forest exploration in the Amazon biome. The study area is located at Fazenda Cauaxi, municipality of Paragominas-PA, in which the forest management activity is performed. To identify the clearings, an orbital image from the Sentinel-2A satellite was used, acquired by the Multi-Spectral Instrument (MSI) sensor, in 2017. For classification of clearings by means of the satellite image, the algorithms were used Random Forest (RF), Support Vectors Machine (SVM) e Artificial Neural Network (ANN), the supervised classification of orbital images was developed in Language R. In addition to the Sentinel-2A images, the study also included the use of LiDAR data to detect and analyze the dynamics of the clearings for the years 2014 and 2017, in order to allow the comparison of the results obtained by both methods. For the detection of gaps with LiDAR data, version 0.0.2 of the ForestGapR package was used. The results indicated that for the classification with Sentinel-2A image, all the algorithms presented values above 0.90 of global accuracy and values above 0.88 of Kappa, when verifying the machine learning algorithms and their respective adjustments, the RF was the one with the highest values, demonstrating an accuracy in the classification process of 0.9938, presenting as the best classifier for the identification of clearings in areas of selective exploration in the Amazon. For the dynamics of gaps in the forest canopy, using LiDAR data, for the years 2014 and 2017, the number of clearings increased by 10,098.00 in 3 years and an increase of 127,521.00 m² of total area. Regarding the comparison of methods, for Sentinel-2A image 229,402.97 m² of gaps were identified, while with LiDAR data 301,090.00 m² of gaps were detected, a difference of 71,687.03 m² of gaps between the methods. When relating the percentage of gaps identified with the use of MSI/Sentinel-2A images to those detected with LiDAR data under similar conditions, the potential of medium resolution images, when associated with artificial intelligence techniques, in the identification of disorders in the forest. Thus, the use of Sentinel products associated with complex processing techniques allows obtaining parameters of forest cover, including for the Amazon region. Finally, this study demonstrates the importance of identifying and analyzing clearings, through remote sensing applications, for monitoring deforestation and illegal logging in the forest, enabling sustainable management in the Brazilian Amazon.eng
dc.languageporpor
dc.publisherUniversidade Federal de Santa Mariapor
dc.rightsAttribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International*
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/*
dc.subjectClareiras no dossel florestalpor
dc.subjectAmazôniapor
dc.subjectInteligência artificialpor
dc.subjectSensoriamento remotopor
dc.subjectGaps in the forest canopyeng
dc.subjectAmazoneng
dc.subjectArtificial intelligenceeng
dc.subjectRemote sensingeng
dc.titleIdentificação de áreas de clareira na floresta amazônica por meio de dados lidar, imagens de média resolução espacial e inteligência artificialpor
dc.title.alternativeIdentification of gap areas in the amazon forest through lidar data, medium space resolution images and artificial intelligenceeng
dc.typeDissertaçãopor
dc.description.resumoAs florestas tropicais estão naturalmente submetidas a distúrbios, além de ocorrerem naturalmente podem ser decorrentes do aquecimento global, incêndios florestais e desmatamento. Dessa forma, é importante a realização desse estudo, uma vez que as práticas de extração seletiva nas florestas tropicais propiciam a abertura de clareiras no dossel florestal, as quais necessitam de estudos a fim de avaliar a dinâmica e regeneração desses espaços. Este estudo objetivou identificar a presença de clareiras por meio de imagens de média resolução espacial e sensor LiDAR, utilizando inteligência artificial em áreas de exploração seletiva da floresta no bioma Amazônia. A área de estudo localiza-se na Fazenda Cauaxi, município de Paragominas-PA, na qual é desempenhada a atividade de manejo florestal. Para a identificação das clareiras, utilizou-se imagem orbital do satélite Sentinel-2A, adquirida pelo sensor Multi-Spectral Instrument (MSI), no ano de 2017. Para a classificação de clareiras por meio da imagem de satélite foram utilizados os algoritmos Random Forest (RF), Support Vectors Machine (SVM) e Artificial Neural Network (ANN), a classificação supervisionada de imagem orbitais foi desenvolvida em Linguagem R. Além das imagens Sentinel-2A, o estudo englobou ainda a utilização de dados LiDAR para a detecção e análise da dinâmica das clareiras para os anos de 2014 e 2017, a fim permitir a comparação dos resultados obtidos por ambos os métodos. Para a detecção de clareiras com dados LiDAR, utilizou-se a versão 0.0.2 do pacote ForestGapR. Os resultados indicaram que para a classificação com imagem Sentinel-2A, todos os algoritmos apresentaram valores superiores a 0,90 de acurácia global e valores superiores a 0,88 de Kappa, ao verificar os algoritmos de aprendizado de máquina e seus respectivos ajustes, o RF foi o que apresentou os maiores valores, demonstrando uma acurácia no processo de classificação de 0,9938, apresentando como o melhor classificador para a identificação de clareiras em áreas de exploração seletiva na Amazônia. Já para a dinâmica das clareiras no dossel da floresta, utilizando dados LiDAR, para os anos de 2014 e 2017, aumentou 10.098,00 m² o número de clareiras em 3 anos e um aumento de 127.521,00 m² de área total. Em relação a comparação dos métodos, para imagem Sentinel-2A foi identificado 229.402,97 m² de clareiras, enquanto que com dados LiDAR foi detectado 301.090,00 m² de clareiras, uma diferença de 71.687,03 m² de clareiras entre os métodos. Ao relacionar os percentuais de clareiras identificadas com o uso de imagens MSI/Sentinel-2A aos detectados com dados LiDAR em condições similares, observou-se o potencial das imagens de média resolução, quando associadas a técnicas de inteligência artificial, na identificação de distúrbios na floresta. Assim, o uso de produtos Sentinel associados as técnicas de processamento complexas permitem a obtenção de parâmetros da cobertura florestal, inclusive para a região Amazônica. E por fim, esse estudo demostra a importância da identificação e análise de clareiras, através das aplicações de sensoriamento remoto, para o monitoramento do desmatamento e retirada ilegal de madeira na floresta, possibilitando um manejo sustentável na Amazônia Brasileira.por
dc.contributor.advisor1Pereira, Rudiney Soares
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/9479801378014588por
dc.contributor.referee1Silva, Emanuel Araújo
dc.contributor.referee2Kurtz, Silvia Margareti de Juli Morais
dc.creator.Latteshttp://lattes.cnpq.br/4737002366422187por
dc.publisher.countryBrasilpor
dc.publisher.departmentRecursos Florestais e Engenharia Florestalpor
dc.publisher.initialsUFSMpor
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Engenharia Florestalpor
dc.subject.cnpqCNPQ::CIENCIAS AGRARIAS::RECURSOS FLORESTAIS E ENGENHARIA FLORESTALpor
dc.publisher.unidadeCentro de Ciências Ruraispor


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