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Título: Classificação de cana-de-açúcar em imagens multitemporais do sentinel-2 utilizando modelos de aprendizado de máquina e aprendizado profundo
Título(s) alternativo(s): Sugarcane classification in multitemporal sentinel-2 imagery using machine learning and deep learning approaches
Autor(es): Silva, Luan Pedro de Souza
Orientador(es): Gomede, Everton
Palavras-chave: Cana-de-açúcar
Aprendizado do computador
Computação - Matemática
Sugarcane
Machine learning
Computer - Mathematics
Data do documento: 3-Mar-2026
Editor: Universidade Tecnológica Federal do Paraná
Câmpus: Curitiba
Citação: SILVA, Luan Pedro de Souza. Classificação de cana-de-açúcar em imagens multitemporais do sentinel-2 utilizando modelos de aprendizado de máquina e aprendizado profundo. 2026. Dissertação (Mestrado em Informática) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Cornélio Procópio, 2026.
Resumo: Este trabalho investiga a classificação da cultura da cana-de-açucar a partir de imagens multitemporais do sensor Sentinel-2, com foco na analise do domain shift temporal entre diferentes anos agrícolas. A metodologia baseia-se em uma abordagem orientada a objetos, com segmentação automática via mascaras de NDVI e na extração de séries temporais multiespectrais e fenológicasgicas para caracterização dos alvos agrícolas. Foram avaliados modelos tabulares, arquiteturas temporais (LSTM, GRU, TCN e Transformer), modelos convolucionais e um modelo híbrido que integra informações espaciais e temporais. A avaliação foi conduzida sob validação temporal estrita, com treinamento em 2021–2022, validação em 2023 e teste em 2024. Os resultados indicam que modelos tabulares são mais sensíveis ao domain shift temporal, enquanto modelos temporais apresentam maior estabilidade e capacidade de generalização, com destaque para o transformer.Modelos convolucionais alcançaram desempenho competitivo, porem com maior custo computacional e menor estabilidade. O modelo híbrido apresentou o melhor desempenho global, combinando elevada acuracia e robustez temporal. Os achados reforçam a importancia da modelagem temporal explícita para o monitoramento agrícola baseado em sensoriamento remoto.
Abstract: This study investigates the classification of sugarcane crops from multitemporal images acquired by the Sentinel-2 sensor, with a focus on the analysis of temporal domain shift between different agricultural years. The methodology is based on an object-oriented approach, with automatic segmentation using NDVI masks and the extraction of multitemporal multispectral and phenological time series for the characterization of agricultural targets. Tabular models, temporal architectures (LSTM, GRU, TCN, and Transformer), convolutional models, and a hybrid model that integrates spatial and temporal information were evaluated. The evaluation was conducted under strict temporal validation, with training in 2021–2022, validation in 2023, and testing in 2024. The results indicate that tabular models are more sensitive to temporal domain shift, whereas temporal models present greater stability and generalization capacity, with emphasis on the Transformer. Convolutional models achieved competitive performance, but with higher computational cost and lower stability. The hybrid model presented the best overall performance, combining high accuracy and temporal robustness. The findings reinforce the importance of explicit temporal modeling for agricultural monitoring based on remote sensing.
URI: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/39869
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