ANÁLISE E CLASSIFICAÇÃO DO SISTEMA AGROFLORESTAL CABRUCA COM APRENDIZAGEM DE MÁQUINA NO BIOMA MATA ATLÂNTICA – BRASIL
DOI:
https://doi.org/10.5380/raega.v64i1.96730Palavras-chave:
Geoprocessamento, Inteligência Artificial, Cacau sombreado, Conservação da biodiversidadeResumo
A ausência de rotulagem e similaridade espectral dos sistemas cabruca no bioma Mata Atlântica para as bacias hidrográficas dos rios Almada, Cachoeira e Una nos bancos de dados dificulta a classificação adequada dessas áreas. Assim, este trabalho objetiva analisar a classificação das áreas de cabruca nas referidas bacias por meio do uso de imagens de diferentes resoluções e aprendizado de máquina. A metodologia inclui: a determinação das classes de cobertura e uso da terra, a obtenção de imagens de satélite, o processamento das imagens com algoritmos em Python e a avaliação da classificação supervisionada. Os resultados mostram que os algoritmos de recorte são eficazes no processamento das imagens de satélite, preservando informações geográficas essenciais. Além disso, o modelo de Redes Neurais alcançou uma acurácia de 92%, independente da diversidade de resoluções espaciais. No entanto, recomenda-se usar os resultados da classificação das áreas de cabruca como estimativas, devido à dificuldade dos algoritmos em distinguir essas áreas da Floresta Ombrófila Densa.
Referências
ALBA, E.; ALEXANDRE, M. L. S.; MARCHESAN, J.; SOUZA, L. S. B.; BEZERRA, A. C.; SILVA, E. A. Comparação en-tre Algoritmos de Aprendizado de Máquina para a Identificação de Floresta Tropical Sazonalmente Seca. Anu-ário do Instituto de Geociências, vol. 45, no. 1982-3908, p. 1–10, 2022. DOI https://doi.org/10.11137/1982-3908_2022_45_4075.
BHOSALE, V.; PATANKAR, A. Performance Comparision of VGG-16 and ResNet-34 Algorithms for Supervi-sed Classification of Landsat Images. 16 Jul. 2023. DOI https://doi.org/10.1109/igarss52108.2023.10281537.
CHATTERJEE, S.; BHATTACHARYYA, S.; SAHA, S.; HALDER, A.; RANJAN, P. Detection of Dense Built-Up Area in Low-Resolution Satellite Images Using Deep Learning and DBSCAN Approaches. International Journal of Pat-tern Recognition and Artificial Intelligence, vol. 38, no. 04, 30 Mar. 2024. https://doi.org/10.1142/s0218001424510042.
CONDÉ, T. M.; HIGUCHI, N.; ADRIANO; ASSIS, A.; JACKELIN DIAS CONDÉ; CAMARGO, A.; CARNEIRO, L. Spectral Patterns of Pixels and Objects of the Forest Phytophysiognomies in the Anauá National Forest, Roraima State, Brazil. Ecologies, vol. 4, no. 4, p. 686–703, 28 Oct. 2023. DOI https://doi.org/10.3390/ecologies4040045.
DAS, P.; PANDEY, V. Use of Logistic Regression in Land-Cover Classification with Moderate-Resolution Mul-tis-pectral Data. Journal of the Indian Society of Remote Sensing, vol. 47, no. 8, p. 1443–1454, 8 May 2019. https://doi.org/10.1007/s12524-019-00986-8.
FAGUNDES, W. S.; JÚNIOR, M. J. A. Evolução das Técnicas de Classificação de Imagens do Sensoriamento Re-moto Utilizadas na Produção Científica Brasileira: Evolution of remote sensing image classification techni-ques used in Brazilian scientific production. Geosciences = Geociências, vol. 41, no. 3, p. 593–604, 2022. DOI https://doi.org/10.5016/geociencias.v41i03.16209.
FONSECA, M. G. et al. Mapbiomas Cacau: avanços e desafios no mapeamento do cultivo sombreado de cacau no Sul da Bahia. [S.l.]: [s.n.], 2023.
GAIAD, S.; CARVALHO, P. E. R. Glossário — Portal Embrapa. 22 dez. 2021. Disponível em: https://www.embrapa.br/.
GOOGLE COLABORATORY. Disponível em: https://colab.research.google.com/. Acesso em: 25 out. 2025.
GOOGLE EARTH ENGINE TEAM. Google Earth Engine: a planetary-scale geospatial analysis platform. [S.l.]: [s.n.], 2013. Disponível em: https://earthengine.google.com/. Acesso em: 25 out. 2025.
HAFSA, O.; ABDESSAMAD, A. E. B. Machine learning algorithms for satellite image classification using Google Earth Engine and Landsat satellite data: Morocco case study. IEEE Access, v. 11, p. 71127–71142, 2023. https://doi.org/10.1109/ACCESS.2023.3293828.
LI, L.; USTIN, S. L.; LAY, M. Application of multiple endmember spectral mixture analysis (MESMA) to AVIRIS imagery for coastal salt marsh mapping: a case study in China Camp, CA, USA. International Journal of Remo-te Sensing, vol. 26, no. 23, p. 5193–5207, 10 Dec. 2005. https://doi.org/10.1080/01431160500218911.
LIANG, J.; LIANG, G.; SUN, L. Using Sentinel images for analyzing water and land separability in an agricul-tural river basin. Environmental Monitoring and Assessment, vol. 195, no. 11, 13 Oct. 2023. https://doi.org/10.1007/s10661-023-11908-0.
LISBOA, G. P. Validação do Modelo Linear de Mistura Espectral e Índices De Vegetação para Identificação de Fragmentos Florestais de Mata Atlântica e Sistema Agroflorestal Cacau Cabruca Utilizando Imagens Orbi-tais. 2022.
LIU, X.; ZHENG, X.; WANG, Z.; LI, Z.; WANG, K.; ZHANG, H.; DUAN, J. Monitoring Wetland Changes and Analy-zing the Spartina alterniflora Invasion in the Yellow River Delta over the Past 30 Years Based on Google Earth Engine. IEEE Geoscience and Remote Sensing Letters, vol. 21, p. 1–5, 1 Jan. 2024. DOI https://doi.org/10.1109/lgrs.2024.3400027.
MIELIKAINEN, J. Lossless compression of hyperspectral images using lookup tables. IEEE Signal Processing Let-ters, vol. 13, no. 3, p. 157–160, Mar. 2006. https://doi.org/10.1109/lsp.2005.862604.
MORAITIS, N.; TSIPI, L.; VOUYIOUKAS, D.; GKIONI, A.; LOUVROS, S. Performance evaluation of machine lear-ning methods for path loss prediction in rural environment at 3.7 GHz. Wireless Networks, vol. 27, no. 6, p. 4169–4188, 18 Jun. 2021. https://doi.org/10.1007/s11276-021-02682-3.
MOREIRA, M. A.; ADAMI, M.; RUDORFF, B. F. T. Análise espectral e temporal da cultura do café em imagens Landsat. Pesquisa Agropecuária Brasileira, v. 39, n. 3, p. 223–231, mar. 2004. https://doi.org/10.1590/S0100-204X2004000300004.
NAZMUZZAMAN, K. M.; ANWAR, S. Robust Weed Recognition Through Color Based Image Segmentation and Convolution Neural Network Based Classification. Nov. 2019.
PATEL, A. K.; CHATTERJEE, S.; GORAI, A. K. Development of machine vision-based ore classification model using support vector machine (SVM) algorithm. Arabian Journal of Geosciences, vol. 10, no. 5, Mar. 2017. https://doi.org/10.1007/s12517-017-2909-0.
ROCHA, J.; TENEDÓRIO, J. A.; ESTANQUEIRO, R.; SOUSA, P. M. Classificação de uso do solo urbano através da análise linear de mistura espectral com imagens de satélite. Finisterra, v. 42, n. 83, 13 dez. 2012. https://doi.org/10.18055/finis1438.
SAMBUICHI, R. H. R. Estrutura e dinâmica do componente arbóreo em área de cabruca na região cacaueira do sul da Bahia, Brasil. Acta Botanica Brasilica, vol. 20, no. 4, p. 943–954, Dec. 2006. https://doi.org/10.1590/s0102-33062006000400018.
SENA SOUZA, J. P. et al. Comparação dos métodos de classificação por ângulo espectral e distância euclidi-ana no mapeamento das formas de terreno. Revista Brasileira de Geomorfologia, v. 17, n. 3, 1 set. 2016. https://doi.org/10.20502/rbg.v17i3.846.
SHI, C.; PUN, C.-M. Perceptual Loss for Superpixel-Level Multispectral and Panchromatic Image Classifica-tion. 1 Apr. 2018. DOI https://doi.org/10.1109/icassp.2018.8461966. Available at: https://ieeexplore.ieee.org/document/8461966.
SHIVAKUMAR, B. R.; RAJASHEKARARADHYA, S. V. Spectral similarity for evaluating classification perfor-mance of traditional classifiers. 1 Mar. 2017. DOI https://doi.org/10.1109/wispnet.2017.8300111.
SMITH, A. R.; JONES, M. L. Optimization techniques in machine learning for satellite image analysis. Compu-ta-tional Intelligence in Remote Sensing, vol. 8, p. 125–138, 2021. https://doi.org/10.1016/j.cirs.2021.06.004.
SOUZA, C. M. P. de; MOREAU, M. S.; MOREAU, A. M. S. dos S.; FONTES, E. de O. Níveis de degradação de pas-tagens da bacia do Rio Colônia-BA com uso de imagens LANDSAT 5 TM. Revista Brasileira de Geografia Física, v. 3, n. 3, p. 228–243, 7 jul. 2011. https://doi.org/10.26848/rbgf.v3i3.232685.
TAN, Z.; LIU, C.; MA, S.; WANG, X.; SHANG, J.; WANG, J.; AI, W.; YAN, W. Detecting Multilayer Clouds From the Geostationary Advanced Himawari Imager Using Machine Learning Techniques. IEEE Transactions on Geosci-ence and Remote Sensing, vol. 60, p. 1–12, 2022. DOI https://doi.org/10.1109/TGRS.2021.3087714.
TEIXEIRA, A. C. de O. et al. Análise da dinâmica de uso e ocupação da terra na bacia hidrográfica do baixo Rio de Contas – Bahia, entre os anos de 1973 a 2001. Revista Geoaraguaia, 18 set. 2013.
VALADARES, J. O. Método de classificação especialista para imagens de sensoriamento remoto para o ma-pe-amento de áreas de cultivo de cacau-cabruca. repositorio.ufba.br, 20 Jun. 2016.
XAVIER, L. B.; NASCIMENTO JR, F. D. C. do; CHIAPETTI, J. Da crise regional às novas dinâmicas de especializa-ção da produção de cacau no Sul da Bahia. Caminhos de Geografia, v. 22, n. 79, p. 77–96, 1 fev. 2021b. https://doi.org/10.14393/rcg227953461.
XAVIER, L. B.; NASCIMENTO JR, F. D. C. do; CHIAPETTI, J. Verticalidades e horizontalidades na certificação da produção de cacau orgânico no Sul da Bahia. Revista Campo-Território, v. 15, n. 38, p. 361–390, 23 abr. 2021a. https://doi.org/10.14393/rct153814.
Downloads
Publicado
Como Citar
Edição
Seção
Licença
Declaro que o ARTIGO submetido é INÉDITO, ORIGINAL e de MINHA RESPONSABILIDADE. Declaro que o artigo não foi submetido ou está em avaliação em outra revista/periódico.
Estou ciente dos itens presentes na LEI Nº 9.610/98 (DIREITOS AUTORAIS) e me responsabilizo por quaisquer problemas relacionados a PLÁGIO.
Estou ciente de que o artigo submetido poderá ser removido da Revista, caso se observe A QUALQUER TEMPO que ele se encontra publicado integralmente ou em parte em outro PERIÓDICO científico.
Declaro, COMO PRIMEIRO AUTOR, que os demais autores do trabalho estão cientes desta submissão e de que NÃO receberão qualquer tipo de remuneração pela divulgação do trabalho.
Como primeiro autor, autorizo, de antemão, a RA’E GA - O Espaço Geográfico em Análise(ISSN 2177-2738), a publicar o artigo, caso aceito.
