ResGhostU-Net: U-Net compacta para segmentação de eucalipto em imagens multiespectrais da Sentinel-2
| Ano de defesa: | 2025 |
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| Autor(a) principal: | |
| Orientador(a): | |
| Banca de defesa: | |
| Tipo de documento: | Dissertação |
| Tipo de acesso: | Acesso aberto |
| Idioma: | por |
| Instituição de defesa: |
Fundação Universidade Federal de Mato Grosso do Sul
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| Programa de Pós-Graduação: |
Não Informado pela instituição
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| Departamento: |
Não Informado pela instituição
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| País: |
Brasil
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| Palavras-chave em Português: | |
| Link de acesso: | https://repositorio.ufms.br/handle/123456789/11239 |
Resumo: | The mapping of eucalyptus using remote sensing images can be an inaccurate and laborious process, especially when considering the large-scale multitemporal analysis of images. To try to solve this problem, new machine learning approaches have been proposed. In this work, we propose a compact modified U-Net (ResGhostUNet) for the task of semantic segmentation of eucalyptus using Sentinel-2 satellite images. In addition to the simplified architecture that has a reduced number of filters and depth and downsampling convolutions, we introduce the Ghost Residual Block, which allows reducing the computational cost and increasing the training efficiency. This study uses a new dataset that contains images of eucalyptus plantations in different cities in the Brazilian Cerrado biome. The quantitative and qualitative results demonstrate that the proposed method is highly competitive with respect to popular semantic segmentation methods. The ablation study highlights the effectiveness of the proposed component of the method. Furthermore, it demonstrates that using at least four selected bands yields slightly better results compared to utilizing all 13 bands. The proposed method consistently outperforms popular semantic segmentation methods, being simpler in terms of design, lightweight in terms of parameters, and fast in terms of processing. Due to these characteristics, ResGhostU-Net is potentially applicable for large-scale eucalyptus mapping using open-access satellite imagery. |
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2025-02-07T16:12:09Z2025-02-07T16:12:09Z2025https://repositorio.ufms.br/handle/123456789/11239The mapping of eucalyptus using remote sensing images can be an inaccurate and laborious process, especially when considering the large-scale multitemporal analysis of images. To try to solve this problem, new machine learning approaches have been proposed. In this work, we propose a compact modified U-Net (ResGhostUNet) for the task of semantic segmentation of eucalyptus using Sentinel-2 satellite images. In addition to the simplified architecture that has a reduced number of filters and depth and downsampling convolutions, we introduce the Ghost Residual Block, which allows reducing the computational cost and increasing the training efficiency. This study uses a new dataset that contains images of eucalyptus plantations in different cities in the Brazilian Cerrado biome. The quantitative and qualitative results demonstrate that the proposed method is highly competitive with respect to popular semantic segmentation methods. The ablation study highlights the effectiveness of the proposed component of the method. Furthermore, it demonstrates that using at least four selected bands yields slightly better results compared to utilizing all 13 bands. The proposed method consistently outperforms popular semantic segmentation methods, being simpler in terms of design, lightweight in terms of parameters, and fast in terms of processing. Due to these characteristics, ResGhostU-Net is potentially applicable for large-scale eucalyptus mapping using open-access satellite imagery.O mapeamento do eucalipto utilizando imagens de sensoriamento remoto pode ser um processo impreciso e trabalhoso, especialmente quando se considera a análise multitemporal de imagens em larga escala. Para tentar resolver este problema, novas abordagens de aprendizado de máquina foram propostas. Neste trabalho, propomos uma U-Net modificada compacta (ResGhostUNet) para a tarefa de segmentação semântica de eucalipto utilizando imagens do satélite Sentinel-2. Além da arquitetura simplificada que possui número reduzido de filtros e convoluções de profundidade e downsampling, introduzimos o Bloco Residual Fantasma, que permite reduzir o custo computacional e aumentar a eficiência do treinamento. Este estudo utiliza um novo conjunto de dados que contém imagens de plantações de eucalipto em diferentes cidades do bioma Cerrado brasileiro. Os resultados quantitativos e qualitativos demonstram que o método proposto é altamente competitivo em relação aos métodos populares de segmentação semântica. O estudo de ablação destaca a eficácia do componente proposto do método. Além disso, demonstra que a utilização de pelo menos quatro bandas selecionadas produz resultados ligeiramente melhores em comparação com a utilização de todas as 13 bandas. O método proposto supera consistentemente os métodos populares de segmentação semântica, sendo mais simples em termos de design, leve em termos de parâmetros e rápido em termos de processamento. Devido a estas características, a ResGhostU-Net é potencialmente aplicável para mapeamento de eucalipto em grande escala usando imagens de satélite de acesso aberto.Fundação Universidade Federal de Mato Grosso do SulUFMSBrasilSegmentação SemânticaSensoriamento RemotoPlantação de EucaliptosResGhostU-Net: U-Net compacta para segmentação de eucalipto em imagens multiespectrais da Sentinel-2info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisJonathan de Andrade SilvaMOUNIF HASSAN TORMOSinfo:eu-repo/semantics/openAccessporreponame:Repositório Institucional da UFMSinstname:Universidade Federal de Mato Grosso do Sul (UFMS)instacron:UFMSORIGINALmounif_dissert_final.pdfmounif_dissert_final.pdfapplication/pdf8055799https://repositorio.ufms.br/bitstream/123456789/11239/-1/mounif_dissert_final.pdf6717f325e55c2ec4c21fb27f21e1ce93MD5-1123456789/112392025-02-07 12:12:11.081oai:repositorio.ufms.br:123456789/11239Repositório InstitucionalPUBhttps://repositorio.ufms.br/oai/requestri.prograd@ufms.bropendoar:21242025-02-07T16:12:11Repositório Institucional da UFMS - Universidade Federal de Mato Grosso do Sul (UFMS)false |
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