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dc.creatorStangarlin, Maurício Pegoraro
dc.date.accessioned2024-01-15T15:43:09Z
dc.date.available2024-01-15T15:43:09Z
dc.date.issued2023-10-17
dc.identifier.urihttp://repositorio.ufsm.br/handle/1/31145
dc.description.abstractOn the North Coast of Rio Grande do Sul, there are silvi-banana agroforestry systems (SAF), based on the cultivation of banana trees (Musa sp), palm trees (Euterpe edulis Mart.) and tree species from the Atlantic Forest. The objective of this work was to obtain models, adjusted by Artificial Neural Networks (ANNs), that estimate carbon dioxide equivalent (CO2eq), using remote sensing data (SR), being vegetation indices (IV) and reflectance data, obtained with different sensors. A 2.37 ha SAF located in Morrinhos do Sul was used as an experimental area. In August 2022, a scheduled flight was carried out with a remotely piloted aircraft (ARP) Phantom 4 Advanced Plus (DJI) containing an RGB sensor, to obtain reflectance data and vegetation indices, the processing was carried out with the Agisoft Metashape software. A forest inventory was carried out, with 32 sampling units (ua) installed using the Prodan sixth tree method, georeferenced with a GNSS navigation receiver. In these waters, tree and palm species were identified, CAP (cm) and height (m) were measured, and CAP (cm) was measured in banana trees. CAP data were transformed into DAP (cm) and together with height (m) were used to calculate biomass to estimate CO2eq above ground, using specific allometric equations for each species. To complement the SR data, free images, free of cloud cover, were acquired at the SAF location under study, from the MSI Sentinel 2A sensor and the WPM CBERS 4A sensor. In QGIS, the IVs were calculated and images of the spectral bands (RGB, NIR and RedEdge) and ARP were inserted, the limits of each ua were generated, and using the zonal statistical tool (EZ) the minimum, average and maximum values were obtained. for all available SR data. Multivariate Factor Analysis (FA) was used to understand the relationships between the variables, using the Statistica12 software. To estimate CO2eq, ANNs were used, aiming to obtain a simple and practical model with the lowest possible residues. AF showed no significant relationships in CO2eq and SR data, factors 1 and 2 were defined by the Sentinel 2A and CBRS 4-A sensors, indicating difficulty in modeling from optical SR data, therefore, the use of ANN, if justifies. Through ANNs, a complete model was generated with all SR variables and a reduced one using the SR data that presented importance above 70% in the complete model, the models presented RMSE of 22.92 and 50.20, Bias of -2, 11 and -1.85 and a coefficient of determination in cross-validation of 0.99 and 0.95 respectively, indicating precision in the estimated CO2eq results in relation to the CO2eq value obtained by the indirect method. It was concluded that the models are efficient to estimate CO2eq using SR data in SAFs in the study region and even though the complete model presented better statistics, the reduced model is still accurate and offers an effective and practical tool for using a smaller number of variables.eng
dc.description.sponsorshipCoordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPESpor
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.subjectRedes Neurais Artificiaispor
dc.subjectSensoriamento remotopor
dc.subjectAgroflorestaspor
dc.subjectArtificial Neural Networkseng
dc.subjectRemote sensingeng
dc.subjectAgroforestryeng
dc.titleUtilização de inteligência artificial e sensoriamento remoto para estimativa de biomassa, carbono e CO2 equivalente acima do solo em sistema agroflorestalpor
dc.title.alternativeUse of artificial intelligence and remote sensing to estimate biomass, carbon and CO2 equivalent above ground in agroforestry systemeng
dc.typeDissertaçãopor
dc.description.resumoNo Litoral Norte do Rio Grande do Sul, tem-se os sistemas agroflorestais (SAF) silvibananeiros, baseados no cultivo de bananeiras (Musa sp), palmiteiro (Euterpe edulis Mart.) e espécies arbóreas da Mata Atlântica. O objetivo deste trabalho foi obter modelos, ajustados por Redes Neurais Artificiais (RNAs), que estimem o dióxido de carbono equivalente (CO2eq), com uso de dados de sensoriamento remoto (SR), sendo índices de vegetação (IV) e dados de reflectância, obtidos com diferentes sensores. Um SAF de 2,37 ha localizado em Morrinhos do Sul foi utilizado como área experimental. Em agosto de 2022 foi realizado um voo programado com aeronave remotamente pilotada (ARP) Phantom 4 Advanced Plus (DJI) contendo sensor RGB, para obtenção de dados de reflectância e índices de vegetação, o processamento foi realizado com o software Agisoft Metashape. Foi realizado o inventário florestal, sendo instaladas 32 unidades amostrais (ua) pelo método da sexta árvore de Prodan, georreferenciadas com receptor GNSS de navegação. Nestas ua foram identificadas as espécies arbóreas e palmeiras, mensurados CAP (cm) e altura (m), e nas bananeiras foi mensurado o CAP (cm). Os dados de CAP foram transformados em DAP (cm) e juntamente com a altura (m) foram utilizados para calcular biomassa para estimar o CO2eq acima do solo, com uso de equações alométricas específicas para cada espécies. Para complementar os dados de SR, foram adquiridas imagens gratuitas, livres de cobertura de nuvens no local do SAF em estudo, dos sensores MSI Sentinel 2A e sensor WPM CBERS 4A. No QGIS foram calculados os IV e inseridas as imagens das bandas espectrais (RGB, NIR e RedEdge) e da ARP, gerados os limites de cada ua, e com uso da ferramenta estatística zonal (EZ) foram obtidos os valores mínimos, médio e máximos para todos os dados de SR disponíveis. Foi utilizada Análise Multivariada Fatorial (AF) para entender as relações entre as variáveis, com uso do software Statistica12. Para estimar o CO2eq foi utilizado RNAs, visando obter modelo simples e prático e com menores resíduos possíveis. A AF mostrou não haver relações significativas em CO2eq e dados de SR, fatores 1 e 2 foram definidos pelos sensores Sentinel 2A e CBRS 4-A, indicando dificuldade de modelagem a partir de dados de SR ópticos, portanto, o uso de RNA, se justifica. Através da RNAs foi gerado um modelo completo com todas as variáveis de SR e um reduzido utilizando os dados SR que apresentaram importância acima de 70 % no modelo completo, os modelos apresentaram RMSE de 22,92 e 50,20, Bias de -2,11 e -1,85 e um coeficiente de determinação na validação cruzada de 0,99 e 0,95 respectivamente, indicando precisão nos resultado de CO2eq estimado em relação ao valor de CO2eq obtido pelo método indireto. Concluiu-se que os modelos são eficientes para estimar CO2eq com o uso de dados de SR em SAFs na região do estudo e mesmo o modelo completo ter apresentado melhores estatísticas, o modelo reduzido ainda se torna preciso e oferece uma ferramenta eficaz e prática por utilizar um menor número de variáveis.por
dc.contributor.advisor1Amaral, Lúcio de Paula
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/6612592358172016por
dc.contributor.advisor-co1Rovedder, Ana Paula Moreira
dc.contributor.referee1Watzlawick, Luciano Farinha
dc.contributor.referee2Silva, Emanuel Araújo
dc.creator.Latteshttp://lattes.cnpq.br/9156662396880546por
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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