INTERPRETAÇÃO DE FEIÇÕES CARSTIFICADAS ATRAVÉS DOS ALGORITMOS DE APRENDIZAGEM DA MÁQUINA: APLICAÇÕES DE REDES NEURAIS CONVOLUCIONAIS PARA IMAGENS DE RADAR DE PENETRAÇÃO NO SOLO
Apredizado Profundo; Redes Neurais Convolucionais; Radar de Penetração do Solo
A maioria dos trabalhos recentes que estudam aplicações de Radar de Penetração no Solo (GPR) e Aprendizado de Máquina (ML) são aplicados à engenharia civil, carecendo de estudos aplicados às geociências. Nesse contexto, o presente trabalho busca auxiliar a preencher essa lacuna estudando a interpretação automática de GPR com métodos de aprendizado de máquina no contexto de um ambiente carstificado com rochas carbonáticas da Bacia do Irecê (Brasil). No caso deste trabalho, existem duas classes que representam duas interpretações esperadas diferentes. A primeira representa uma feição carstificada em carbonatos, de interesse no presente trabalho, enquanto a segunda se refere a quaisquer demais feições não carstificadas. O presente trabalho teve acesso a oito seções do GPR, a partir das quais, os seguintes atributos foram gerados: Energia, Similaridade, Amplitude Instantânea, Fase Instantânea, Frequência Instantânea, Traço de Hilbert, Amplitude Espectral Máxima, Fator de Qualidade, Traço de Hilbert / Energia e Traço de Hilbert / Similaridade. Para alcançar esta interpretação automática, um algoritmo de Aprendizado Profundo, considerado estado-da-arte, denominado Rede Neural Convolucional U-Net, comumente aplicado a imagens, é usado, combinado com um método de seleção de parâmetros, por meio de Algoritmos Genéticos, foram usados para selecionar o melhor subconjunto de parâmetros que impactarão positivamente o desempenho do modelo. Os resultados obtidos mostram que é possível, de fato, gerar modelos automáticos de interpretação de seções GPR utilizando a U-Net. Além disso, ao comparar continuamente os resultados usando diferentes conjuntos de soluções, verificou-se que a metodologia e o modelo são robustos o suficiente e permitem mais de uma solução possível para obter uma métrica de avaliação acima de 95% na interpretação das regiões carstificadas