Método usando deep learning para processamento de alvos de uso e cobertura da terra em imagens landsat: estudo de caso da mineração no Brasil

dc.contributor.advisor1KLAUTAU JÚNIOR, Aldebaro Barreto da Rocha
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/1596629769697284
dc.contributor.advisor1ORCIDhttps://orcid.org/0000-0001-7773-2080
dc.contributor.memberSALES JÚNIOR, Claudomiro de Souza de
dc.contributor.memberGOMES, Alessandra Rodrigues
dc.contributor.memberVIJAYKUMAR, Nandamudi Lankalapalli
dc.contributor.memberROCHA, Washington de Jesus Sant’Anna da Franca
dc.contributor.member1Latteshttp://lattes.cnpq.br/4742268936279649
dc.contributor.member1Latteshttp://lattes.cnpq.br/7660322959798513
dc.contributor.member1Latteshttp://lattes.cnpq.br/9922863822347014
dc.contributor.member1Latteshttp://lattes.cnpq.br/6817204233903341
dc.contributor.member1ORCID******
dc.contributor.member1ORCID******
dc.contributor.member1ORCID******
dc.contributor.member1ORCIDhttps://orcid.org/0000-0002-2175-2792
dc.creatorFERREIRA NETO, Luiz Cortinhas
dc.creator.Latteshttp://lattes.cnpq.br/4267138767629286
dc.creator.ORCID******
dc.date.accessioned2026-02-19T17:27:11Z
dc.date.available2026-02-19T17:27:11Z
dc.date.issued2025-03-28
dc.description.abstractDeep learning techniques, specifically convolutional neural networks, have shown great potential in the analysis of remote sensing imagery for detecting changes in the Earth's surface. In this thesis, an automatic methodology based on a U-shaped CNN (U-Net) is proposed for the detection and mapping of mining areas in Brazil, differentiating between industrial mining and artisanal mining (alluvial). Mining, an extractive activity that removes the substrate to access layers rich in mineral sediments, has significant environmental and socioeconomic impacts, especially in the Amazon. Although economically relevant, there are still no automatic methods to map this activity continuously over long periods, distinguishing its different types. The proposed methodology was applied to annual cloud-free Landsat mosaics, covering a period of 37 years (1985-2022). The accuracy of the U-Net was spatially validated by specialists, obtaining an average of 99% overall accuracy, 91% producer accuracy, and 91% user accuracy. The results demonstrate a significant increase in the area occupied by mining, which grew about 10 times between 1985 and 2022, totaling 4500 km². Artisanal mining was the subtype of mining that grew the most proportionally, increasing from 218 to 2627 km². The proposed modified U-Net showed a 30% reduction in the number of trainable parameters compared to the original U-Net. It is concluded that the proposed methodology is effective for mapping mining activity, providing accurate and up-to-date data for environmental management and territorial planning.
dc.description.resumoTécnicas de aprendizagem profunda, especificamente redes neurais convolucionais, têm grande potencial na análise de imagens de sensoriamento remoto para a detecção de mudanças na superfície terrestre. Nesta tese, uma metodologia automática baseada em uma CNN em formato de U (U-Net) é proposta para a detecção e mapeamento de áreas de mineração em todo o Brasil, diferenciando entre mineração industrial e garimpo (aluvião). A mineração, uma atividade extrativista que remove o substrato para acessar camadas ricas em sedimentos minerais, possui significativo impacto ambiental e socioeconômico, especialmente na Amazônia. Embora economicamente relevante, ainda não existem métodos automáticos para mapear essa atividade de forma contínua por longos períodos, distinguindo seus diferentes tipos. A metodologia proposta foi aplicada em mosaicos anuais Landsat livres de nuvens, abrangendo um período de 37 anos (1985-2022). A acurácia da U-Net modificada foi validada espacialmente por especialistas em sensoriamento remoto, obtendo-se uma média de 99% de acurácia geral, 91% de acurácia do produtor e 91% de acurácia do consumidor. Os resultados demonstram um aumento expressivo da área ocupada pela mineração, que cresceu cerca de 10 vezes entre 1985 e 2022, totalizando 4.500 km². O garimpo foi o subtipo de mineração que mais cresceu percentualmente, passando de 218 km² para 2.627km². A U-Net modificada e proposta se mostrou 30% menor em quantidade de parâmetros treináveis em comparação com U-Net original. Conclui-se que a metodologia proposta é eficaz para o mapeamento da atividade mineradora, fornecendo dados precisos e atualizados para a gestão ambiental e o planejamento territorial.
dc.identifier.citationFERREIRA NETO, Luiz Cortinhas. Método usando deep learning para processamento de alvos de uso e cobertura da terra em imagens landsat: estudo de caso da mineração no Brasil. Orientador: Aldebaro Barreto da Rocha Klautau Júnior. 2025. 113 f. Tese (Doutorado em Engenharia Elétrica) - Instituto de Tecnologia , Universidade Federal do Pará, Belém, 2025. Disponível em: https://repositorio.ufpa.br/handle/2011/18010. Acesso em:.
dc.identifier.urihttps://repositorio.ufpa.br/handle/2011/18010
dc.languageporpt_BR
dc.language.isopt
dc.publisherUniversidade Federal do Parápt_BR
dc.publisher.countryBrasilpt_BR
dc.publisher.departmentInstituto de Tecnologiapt_BR
dc.publisher.initialsUFPApt_BR
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Engenharia Elétricapt_BR
dc.rightsAcesso Aberto
dc.rightsAttribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 Internationalen
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
dc.source.uriDisponível via correio eletrônico: bibliotecaitec@ufpa.br
dc.subjectDeep Learning
dc.subjectU-Net
dc.subjectRedes convolucionais
dc.subjectAmazônia
dc.subjectMineração
dc.subjectDeep Learning
dc.subjectU-Net
dc.subjectConvolutional Neural Networks
dc.subjectAmazon
dc.subjectMining
dc.subject.areadeconcentracaoCOMPUTAÇÃO APLICADA
dc.subject.cnpqCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA
dc.subject.linhadepesquisaINTELIGÊNCIA COMPUTACIONAL
dc.titleMétodo usando deep learning para processamento de alvos de uso e cobertura da terra em imagens landsat: estudo de caso da mineração no Brasil
dc.typeTesept_BR

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