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https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/48076Full metadata record
| DC Field | Value | Language |
|---|---|---|
| dc.creator | Gomes, Natália de Oliveira | - |
| dc.date.accessioned | 2026-01-26T14:43:02Z | - |
| dc.date.available | 2026-01-26T14:43:02Z | - |
| dc.date.issued | 2025-08-25 | - |
| dc.identifier.citation | GOMES, Natália de Oliveira. Segmentação Semântica de Incêndios Florestais com U-Net e Encoders Pré-Treinados: Uma Abordagem com Função de Perda Composta e Balanceamento de Classes. 2025. 82 f. Dissertação (Mestrado em Ciência da Computação) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2026. DOI 10.14393/ufu.di.2025.538. | pt_BR |
| dc.identifier.uri | https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/48076 | - |
| dc.description.abstract | emantic segmentation of forest fires in satellite imagery is a relevant problem for environmental monitoring, particularly due to severe class imbalance and the sparse spa- tial distribution of fire events. In this work, the study is conducted using multispectral Sentinel-2 images with 20 m spatial resolution, focusing on the accurate identification of the fire class. The objective of this dissertation is to propose, implement, and eva- luate a semantic segmentation pipeline for forest fire detection, investigating the impact of different backbones, loss functions, and class imbalance mitigation strategies. The methodology is structured into two experimental cycles. The first, exploratory in nature, evaluates a U-Net architecture with VGG16 and EfficientNetB3 encoders using conventi- onal loss functions. The second cycle adopts an optimized pipeline incorporating selective undersampling, data augmentation, loss functions tailored to imbalanced data (Dice, Fo- cal, and Dice+Focal), a two-stage training strategy with encoder fine-tuning, and decision threshold calibration through validation-based sweeping to maximize the F1-score. The results show substantial improvements in the second cycle, with increased stability and performance, particularly for the U-Net with the VGG16 backbone, which achieved high F1 and IoU scores on the test set. Qualitative analysis further confirmed improved spatial coherence of the predicted masks. These findings indicate that combining class balancing strategies, appropriate loss functions, and threshold calibration is essential for effective forest fire segmentation in multispectral Sentinel-2 imagery. | pt_BR |
| dc.description.sponsorship | Pesquisa sem auxílio de agências de fomento | pt_BR |
| dc.description.sponsorship | CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior | pt_BR |
| dc.description.sponsorship | CAPS - Centro de Atenção Psicosocial | pt_BR |
| dc.description.sponsorship | CBMM - Companhia Brasileira de Metalurgia e Mineração | pt_BR |
| dc.description.sponsorship | CBP&D/Café - Consórcio Brasileiro de Pesquisa e Desenvolvimento do Café | pt_BR |
| dc.description.sponsorship | CEFET/GO - Centro Federal de Educação Tecnológica de Goiás | pt_BR |
| dc.description.sponsorship | CEMIG - Companhia Energética de Minas Gerais | pt_BR |
| dc.description.sponsorship | CENAPAD - Centro Nacional de Processamento de Alto Desempenho em São Paulo | pt_BR |
| dc.description.sponsorship | CNPq - Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico | pt_BR |
| dc.description.sponsorship | Coencil Construções | pt_BR |
| dc.description.sponsorship | CSIRO - Tropical Ecosystems Research Centre | pt_BR |
| dc.description.sponsorship | Derly J. G. Rodrigues | pt_BR |
| dc.description.sponsorship | Duratex | pt_BR |
| dc.description.sponsorship | Eletrobras - Centrais Elétricas Brasileiras S.A. | pt_BR |
| dc.description.sponsorship | Embraco - Empresa Brasileira de Compressores | pt_BR |
| dc.description.sponsorship | Embrapa - Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária | pt_BR |
| dc.description.sponsorship | European Union Programme | pt_BR |
| dc.description.sponsorship | FAPEAL - Fundação de Amparo a Pesquisa do Estado de Alagoas | pt_BR |
| dc.description.sponsorship | FAPEAM - Fundação de Amparo a Pesquisa do Estado do Amazonas | pt_BR |
| dc.description.sponsorship | FAPEG - Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Goiás | pt_BR |
| dc.description.sponsorship | FAPEMA - Fundação de Amparo a Pesquisa e ao Desenvolvimento Científico e Tecnológico do Maranhão | pt_BR |
| dc.description.sponsorship | FAPEMAT - Fundação de Amparo a Pesquisa do Estado de Mato Grosso | pt_BR |
| dc.description.sponsorship | FAPEMIG - Fundação de Amparo a Pesquisa do Estado de Minas Gerais | pt_BR |
| dc.description.sponsorship | FAPERGS - Fundação de Amparo a Pesquisa no Estado do Rio Grande do Sul | pt_BR |
| dc.description.sponsorship | FAPERJ - Fundação Carlos Chagas Filho de Amparo a Pesquisa do Estado do Rio de Janeiro | pt_BR |
| dc.description.sponsorship | FAPESB - Fundação de Amparo a Pesquisa do Estado da Bahia | pt_BR |
| dc.description.sponsorship | FAPESP - Fundação de Amparo a Pesquisa do Estado de São Paulo | pt_BR |
| dc.description.sponsorship | FATEC - Fundação de Amparo a Ciência e Tecnologia | pt_BR |
| dc.description.sponsorship | FAU - Fundação de Apoio Universitário | pt_BR |
| dc.description.sponsorship | Finep - Financiadora de Estudos e Projetos | pt_BR |
| dc.description.sponsorship | FMB - Fundação Manoel de Barros | pt_BR |
| dc.description.sponsorship | FNS - Fundo Nacional de Saúde - Ministério da Saúde | pt_BR |
| dc.description.sponsorship | FPM - Faculdade Patos de Minas | pt_BR |
| dc.description.sponsorship | FUNCAP - Fundação Cearense de Apoio ao Desenvolvimento Científico e Tecnológico | pt_BR |
| dc.description.sponsorship | Fundação Lemann | pt_BR |
| dc.description.sponsorship | GCUB - Grupo Coimbra de Universidades Brasileiras | pt_BR |
| dc.description.sponsorship | Holcim Brasil | pt_BR |
| dc.description.sponsorship | IFG - Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia de Goiás | pt_BR |
| dc.description.sponsorship | IFM - Instituto Fábrica do Milênio | pt_BR |
| dc.description.sponsorship | IFMT - Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia de Mato Grosso | pt_BR |
| dc.description.sponsorship | IFNMG - Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Norte de Minas Gerais | pt_BR |
| dc.description.sponsorship | INEO - Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia em Eletrônica Orgânica | pt_BR |
| dc.description.sponsorship | INCT-Hympar Sudeste - Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia dos Hymenoptera Parasitoides da Região Sudeste Brasileira | pt_BR |
| dc.description.sponsorship | INCT-MACC - Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia - Medicina Assistida por Computação Científica | pt_BR |
| dc.description.sponsorship | INCT-EIE - Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia De Estruturas Inteligentes em Engenharia | pt_BR |
| dc.description.sponsorship | INCT - Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia de Nanobiofarmacêutica | pt_BR |
| dc.description.sponsorship | INCT - Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia | pt_BR |
| dc.description.sponsorship | IMMP - Instituto Multidiciplinar de Materiais Poliméricos | pt_BR |
| dc.description.sponsorship | Ipea - Instituto de Pesquisa Econômica Aplicada | pt_BR |
| dc.description.sponsorship | IQUFU - Instituto de Química da Universidade Federal de Uberlândia | pt_BR |
| dc.description.sponsorship | MCTESTP - Ministério da Ciência e Tecnologia de Moçambique | pt_BR |
| dc.description.sponsorship | Ministério da Ciência e Tecnologia e Inovação | pt_BR |
| dc.description.sponsorship | N-Biofar - Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia em Nano-Biofarmacêutica | pt_BR |
| dc.description.sponsorship | Nanobrax | pt_BR |
| dc.description.sponsorship | National Science Foundation | pt_BR |
| dc.description.sponsorship | NSF - National Science Foundation | pt_BR |
| dc.description.sponsorship | OEA - Organização das Nações Americanas | pt_BR |
| dc.description.sponsorship | Petrobrás - Petróleo Brasileiro S.A | pt_BR |
| dc.description.sponsorship | Petropasy Tecnologia em Poliuretanos | pt_BR |
| dc.description.sponsorship | Prefeitura Municipal de Ituiutaba | pt_BR |
| dc.description.sponsorship | Rede Fitocerrado | pt_BR |
| dc.description.sponsorship | RNP - Rede Nacional de Ensino e Pesquisa | pt_BR |
| dc.description.sponsorship | RQMG - Rede Mineira de Química | pt_BR |
| dc.description.sponsorship | SEE/SP - Secretaria da Educação do Estado de São Paulo | pt_BR |
| dc.description.sponsorship | SES-MT - Secretaria de Estado de Saúde de Mato Grosso | pt_BR |
| dc.description.sponsorship | UEG - Universidade Estadual de Goiás | pt_BR |
| dc.description.sponsorship | UEMS - Universidade Estadual do Mato Grosso do Sul | pt_BR |
| dc.description.sponsorship | UESB - Universidade Estadual do Sudoeste da Bahia | pt_BR |
| dc.description.sponsorship | UF - Universidade da Flórida | pt_BR |
| dc.description.sponsorship | UFAC - Universidade Federal do Acre | pt_BR |
| dc.description.sponsorship | UFMS - Universidade Federal do Mato Grosso do Sul | pt_BR |
| dc.description.sponsorship | UFU - Universidade Federal de Uberlândia | pt_BR |
| dc.description.sponsorship | UNEC - Centro Universitário de Caratinga | pt_BR |
| dc.description.sponsorship | UNEMAT - Universidade do Estado de Mato Grosso | pt_BR |
| dc.description.sponsorship | UNIARAXÁ - Centro Universitário do Planalto de Araxá | pt_BR |
| dc.description.sponsorship | UNIFRAN - Universidade de Franca | pt_BR |
| dc.description.sponsorship | Unimontes - Universidade Estadual de Montes Claros | pt_BR |
| dc.description.sponsorship | UNIPAC - Universidade Presidente Antônio Carlos | pt_BR |
| dc.description.sponsorship | UNIPAM - Centro Universitário de Patos de Minas | pt_BR |
| dc.description.sponsorship | USIMINAS - Usinas Siderúrgicas de Minas Gerais S/A | pt_BR |
| dc.description.sponsorship | VALE S. A. | pt_BR |
| dc.description.sponsorship | ZF_Sachs do Brasil | pt_BR |
| dc.language | por | pt_BR |
| dc.publisher | Universidade Federal de Uberlândia | pt_BR |
| dc.rights | Acesso Aberto | pt_BR |
| dc.rights.uri | http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/us/ | * |
| dc.subject | Sensoriamento Remoto | pt_BR |
| dc.subject | Segmentação Semântica | pt_BR |
| dc.subject | Aprendizado Profundo | pt_BR |
| dc.subject | Queimadas | pt_BR |
| dc.subject | Sentinel-2 | pt_BR |
| dc.subject | Incêndios Florestais | pt_BR |
| dc.title | Segmentação Semântica de Incêndios Florestais com U-Net e Encoders Pré-Treinados: Uma Abordagem com Função de Perda Composta e Balanceamento de Classes | pt_BR |
| dc.title.alternative | Semantic Segmentation of Forest Fires with U-Net and Pre-trained Encoders: An Approach with Composite Loss Function and Class Balancing | pt_BR |
| dc.type | Dissertação | pt_BR |
| dc.contributor.advisor1 | Fernandes, Henrique Coelho | - |
| dc.contributor.advisor1Lattes | http://lattes.cnpq.br/2439055005598269 | pt_BR |
| dc.contributor.referee1 | Mari, João Fernando | - |
| dc.contributor.referee1Lattes | http://lattes.cnpq.br/3582704696209050 | pt_BR |
| dc.contributor.referee2 | Tinoco, Claudiney Ramos | - |
| dc.contributor.referee2Lattes | http://lattes.cnpq.br/2686526877112687 | pt_BR |
| dc.contributor.referee3 | Fernandes, Henrique Coelho | - |
| dc.contributor.referee3Lattes | http://lattes.cnpq.br/2439055005598269 | pt_BR |
| dc.creator.Lattes | http://lattes.cnpq.br/3826444907549025 | pt_BR |
| dc.description.degreename | Dissertação (Mestrado) | pt_BR |
| dc.description.resumo | A segmentação semântica de incêndios florestais em imagens de satélite é um problema relevante para o monitoramento ambiental, especialmente devido ao forte desbalancea- mento entre classes e à natureza esparsa dos focos de fogo. Neste trabalho, o estudo é conduzido sobre imagens multiespectrais do satélite Sentinel-2 (resolução de 20 m), com foco na identificação da classe incêndio. O objetivo desta dissertação é propor, imple- mentar e avaliar um pipeline de segmentação semântica para detectar incêndios florestais, investigando o impacto de diferentes backbones, funções de perda e estratégias de mitiga- ção do desbalanceamento. A metodologia foi estruturada em dois ciclos experimentais: no primeiro, de caráter exploratório, avaliou-se a U-Net com encoders VGG16! (VGG16!) e EfficientNetB3, utilizando perdas tradicionais; no segundo, foi adotado um pipeline otimizado com undersampling, data augmentation, perdas sensíveis à classe minoritária (Dice, Focal e Dice+Focal), treinamento em duas fases com fine-tuning e calibração do limiar por varredura na validação maximizando F1-Score. Os resultados indicam melhora substancial no Ciclo 2, com maior estabilidade e desempenho, destacando-se a U-Net com backbone VGG-16, que apresentou métricas elevadas de medida F1 (média harmônica en- tre Precisão e Precision/Recall) (F1-Score) e Interseção sobre União (IoU) no conjunto de teste. A análise qualitativa confirmou maior coerência espacial das máscaras preditas. Conclui-se que a combinação de balanceamento, funções de perda adequadas e calibração do limiar de decisão é determinante para a segmentação eficaz de incêndios em imagens multiespectrais do Sentinel-2. | pt_BR |
| dc.publisher.country | Brasil | pt_BR |
| dc.publisher.program | Programa de Pós-graduação em Ciência da Computação | pt_BR |
| dc.sizeorduration | 82 | pt_BR |
| dc.subject.cnpq | CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA | pt_BR |
| dc.identifier.doi | http://doi.org/10.14393/ufu.di.2025.538 | pt_BR |
| dc.subject.autorizado | Computação | pt_BR |
| dc.subject.ods | ODS::ODS 17. Parcerias e meios de implementação - Fortalecer os meios de implementação e revitalizar a parceria global para o desenvolvimento sustentável. | pt_BR |
| Appears in Collections: | DISSERTAÇÃO - Ciência da Computação | |
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