Métodos de aprendizado de máquina para o mapeamento de florestas de Pinus utilizando dados de alta resolução espacial e elaboração de um mapa de risco de incêndio
Ano de defesa: | 2023 |
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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: |
Universidade Federal de Santa Maria
UFSM Frederico Westphalen |
Programa de Pós-Graduação: |
Programa de Pós-Graduação em Ciência e Tecnologia Ambiental
|
Departamento: |
Ciências Ambientais
|
País: |
Brasil
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Palavras-chave em Português: | |
Palavras-chave em Inglês: | |
Área do conhecimento CNPq: | |
Link de acesso: | http://repositorio.ufsm.br/handle/1/29137 |
Resumo: | Native and planted forests are essential across the planet and provide many benefits to life on earth. However, the magnitude of its benefits depends on ongoing environmental changes. In this sense, forest fires cause economic losses and changes in the environment. In view of this, environmental monitoring is indispensable, which has made use of remote sensing techniques. This work aims to identify the use of remote sensing techniques for mapping pine plantations and then develop a fire risk map. The study was divided into two stages: a) first, it verified which machine learning classifier (Radom Forest or Support Vector Machine) was more effective in classifying land use and land cover and which is the best time of year for mapping forests of Pinus spp. in an area located in the municipality of São José do Norte in Rio Grande do Sul, for this purpose PlanetScope high resolution image was used; b) preparation of a forest fire risk map. The results showed that the two classifiers obtained good results, however Random Forest was more efficient in the spring and summer seasons. The work achieved adequate accuracy and can be reliably used for monitoring and managing land cover in the study region. The results of the second stage used remote sensing techniques and the Analytic Hierarchy Process – AHP method to create a fire risk map in the same region to identify areas close to forests that are prone to the occurrence of forest fires. For the creation of the risk map, the map of land cover and use, topographical, climatic and anthropogenic variables was used as a variable. Finally, the map was validated through fire outbreaks detected by the INPE Burn Program where it was identified that these outbreaks were close to areas classified as High, Very High and Extreme Risk in the risk map, in this way the map can be used in the management and monitoring to prevent or minimize the impacts caused by forest fires. |
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The study was divided into two stages: a) first, it verified which machine learning classifier (Radom Forest or Support Vector Machine) was more effective in classifying land use and land cover and which is the best time of year for mapping forests of Pinus spp. in an area located in the municipality of São José do Norte in Rio Grande do Sul, for this purpose PlanetScope high resolution image was used; b) preparation of a forest fire risk map. The results showed that the two classifiers obtained good results, however Random Forest was more efficient in the spring and summer seasons. The work achieved adequate accuracy and can be reliably used for monitoring and managing land cover in the study region. The results of the second stage used remote sensing techniques and the Analytic Hierarchy Process – AHP method to create a fire risk map in the same region to identify areas close to forests that are prone to the occurrence of forest fires. For the creation of the risk map, the map of land cover and use, topographical, climatic and anthropogenic variables was used as a variable. Finally, the map was validated through fire outbreaks detected by the INPE Burn Program where it was identified that these outbreaks were close to areas classified as High, Very High and Extreme Risk in the risk map, in this way the map can be used in the management and monitoring to prevent or minimize the impacts caused by forest fires.Florestas nativas e plantadas são essenciais em todo o planeta e fornecem diversos benefícios para a vida na terra. Contudo, a magnitude de seus benefícios depende das mudanças ambientais em curso. Nesse sentido os incêndios florestais provocam prejuízos econômicos e mudanças no meio ambiente. A vista disso é indispensável o monitoramento ambiental, que tem lançado mão do uso de técnicas de sensoriamento remoto. Este trabalho tem objetivo identificar utilizar técnicas de sensoriamento remoto para o mapeamento de plantios pinus e na sequência, desenvolver uma mapa de risco de incêndios. O estudo foi dividido em duas etapas: a) primeiro verificou qual classificador de aprendizado de máquina (Radom Forest ou Support Vector Machine) foi mais efetivo na classificação do uso e cobertura da terra e qual a melhor época do ano para o mapeamento de florestas de Pinus spp. em área localizada no município de São José do Norte no Rio Grande do Sul, para isto foi utilizado imagem de alta resolução PlanetScope; b) elaboração de um mapa de risco de incêndios florestais. Os resultados mostraram que os dois classificadores obtiveram bons resultados, porém o Random Forest foi mais eficiente nas estações primavera e verão. O trabalho obteve precisão adequada e pode ser utilizado de forma confiável para o monitoramento e gerenciamento da cobertura da terra na região de estudo. O resultados da segunda etapa utilizou técnicas de sensoriamento remoto e o método Analytic Hierarchy Process – AHP para a elaboração de um mapa de risco de incêndio, na mesma região para identificar áreas próximas a florestas que estão propicias a ocorrência de incêndios florestais. Para a criação do mapa de risco foi utilizado como variável o mapa de cobertura e uso da terra, variáveis topográficas, climáticas e antropogênicas. Por fim, o mapa foi validado através de focos de incêndios detectados pelo Programa Queimadas do INPE onde foi identificado que estes focos estavam próximos as áreas classificadas como Risco Alto, Muito Alto e Extremo no mapa de risco, desta forma o mapa pode ser utilizado na gestão e monitoramento para prevenir ou minimizar os impactos causados pelos incêndios florestais.Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado do Rio Grande do Sul - FAPERGSConselho Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPqporUniversidade Federal de Santa MariaUFSM Frederico WestphalenPrograma de Pós-Graduação em Ciência e Tecnologia AmbientalUFSMBrasilCiências AmbientaisAttribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 Internationalhttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/info:eu-repo/semantics/openAccessSensoriamento remotoClassificadorAprendizado de máquinaMapa de risco de incêndioAHPRemote sensingClassifierMachine learningFire risk mapCNPQ::OUTROS::CIENCIASMétodos de aprendizado de máquina para o mapeamento de florestas de Pinus utilizando dados de alta resolução espacial e elaboração de um mapa de risco de incêndioMachine learning methods for mapping Pinus forests using high spatial resolution data and preparation of a fire risk mapinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisBreunig, Fábio Marcelohttp://lattes.cnpq.br/5926113161758766Balbinot, RafaeloSilva, Ricardo Dal’Agnol daPereira, Gabrielhttp://lattes.cnpq.br/8691585670451526Ferla, Andressa Kossmann90050000000860060060060060060005c15abd-db27-4528-be74-6f07841f1ea0684637c8-629c-4376-836a-5cefb452e9890b5dbcb0-020f-40c9-9649-454b4e3f9627dd4b9ac5-2722-475f-8119-021ed5334e3d960d1ae9-ad16-4147-bc9f-358ac3a53700reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações do UFSMinstname:Universidade Federal de Santa Maria (UFSM)instacron:UFSMLICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-816http://repositorio.ufsm.br/bitstream/1/29137/3/license.txtf8fcb28efb1c8cf0dc096bec902bf4c4MD53CC-LICENSElicense_rdflicense_rdfapplication/rdf+xml; charset=utf-8805http://repositorio.ufsm.br/bitstream/1/29137/2/license_rdf4460e5956bc1d1639be9ae6146a50347MD52ORIGINALDIS_PPGCTA_2023_FERLA_ANDRESSA.pdfDIS_PPGCTA_2023_FERLA_ANDRESSA.pdfDissertação de Mestradoapplication/pdf3480765http://repositorio.ufsm.br/bitstream/1/29137/1/DIS_PPGCTA_2023_FERLA_ANDRESSA.pdff6df1598e79b3e5b0239ec68bbf34b2bMD511/291372023-05-19 15:27:08.344oai:repositorio.ufsm.br:1/29137Q3JlYXRpdmUgQ29tbW9ucw==Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttps://repositorio.ufsm.br/ONGhttps://repositorio.ufsm.br/oai/requestatendimento.sib@ufsm.br||tedebc@gmail.comopendoar:2023-05-19T18:27:08Biblioteca Digital de Teses e Dissertações do UFSM - Universidade Federal de Santa Maria (UFSM)false |
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