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Tipo: Dissertação
Título: Identificação Automática de Áreas de Cana-de-Açúcar e Árvores Isoladas Utilizando Segmentação Semântica
Autor(es): Thiago Edgar Bauce Venancio
Primeiro orientador: Wesley Nunes Goncalves
Resumo: A segmentação manual de ortofotos tem limitações como alto custo, baixa escalabilidade e suscetibilidade a erros. A tarefa de segmentação semântica é fundamental para o monitoramento agrícola, mas enfrenta desafios como o desequilíbrio de classes. O objetivo central deste trabalho é investigar metodologias de segmentação semântica para a identificação automática de áreas de cana-de-açúcar e o mapeamento de árvores isoladas em ortofotos. Uma das contribuições mais importantes foi a avaliação comparativa de modelos do estado da arte, como o SegFormer e o InternImage, em relação a arquiteturas convolucionais mais radicionais e amplamente utilizadas, como a U-Net e a DeepLabV3+. Essa análise forneceu um panorama abrangente do desempenho de diferentes abordagens na segmentação de imagens agrícolas. Além disso, o estudo aprofundou-se no impacto do desequilíbrio de classes, um desafio técnico significativo em domínios agrícolas. Para mitigar esse problema, foram propostas e investigadas estratégias de pré-processamento, como a amostragem focada em classes (Crop-Focused) e a amostragem por zona de borda (Boundary-Zone). A pesquisa também incluiu uma análise do efeito do tamanho dos patches na performance da segmentação, abordando a relação de compromisso entre a captura de contexto global e a preservação de detalhes locais. Com isso, foi possível demonstrar a viabilidade da automação de mapeamentos essenciais, como a identificação de áreas de plantio e árvores isoladas, o que evidencia ganhos diretos em eficiência produtiva e redução de custos operacionais. Essas contribuições, em conjunto, validam a capacidade de soluções de segmentação semântica para o monitoramento automatizado, oferecendo um caminho para a implementação de práticas agrícolas mais eficientes e sustentáveis.
Abstract: Manual orthophoto segmentation has limitations such as high costs, low scalability, and susceptibility to errors. Semantic segmentation is a crucial task for agricultural monitoring but faces challenges like class imbalance.The main objective of this work is to investigate semantic segmentation methodologies for the automatic identification of sugarcane areas and the mapping of isolated trees in orthophotos.One of the most significant contributions was the comparative evaluation of state-of-the-art models, such as SegFormer and InternImage, against more traditional and widely used convolutional architectures, like U-Net and DeepLabV3+. This analysis provided a comprehensive overview of the performance of different approaches in agricultural image segmentation.Furthermore, the study delved into the impact of class imbalance, a significant technical challenge in agricultural domains. To mitigate this issue, pre-processing strategies were proposed and investigated, including Crop-Focused sampling and Boundary-Zone sampling.The research also included an analysis of the effect of patch size on segmentation performance, addressing the trade-off between capturing global context and preserving local details. This demonstrated the viability of automating essential mappings, such as identifying planting areas and isolated trees, which shows direct gains in productive efficiency and a reduction in operational costs.These contributions, collectively, validate the capability of semantic segmentation solutions for automated monitoring, offering a path toward the implementation of more efficient and sustainable agricultural practices.
Palavras-chave: Cana-de-açúcar
Árvores Isoladas
Desiquilíbrio de Classes
Agricultura de Precisão
País: Brasil
Editor: Fundação Universidade Federal de Mato Grosso do Sul
Sigla da Instituição: UFMS
Tipo de acesso: Acesso Aberto
URI: https://repositorio.ufms.br/handle/123456789/13358
Data do documento: 2025
Aparece nas coleções:Programa de Pós-graduação em Ciência da Computação

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