[pt] Este trabalho propõe e avalia arquiteturas profundas para o reconhecimento de culturas agrícolas a partir de seqüências de imagens multitemporais de sensoriamento remoto. Essas arquiteturas combinam a capacidade de modelar contexto espacial prórpia de redes totalmente convolucionais com a capacidade de modelr o contexto temporal de redes recorrentes para a previsão prever culturas agrícolas em cada data de uma seqüência de imagens multitemporais. O desempenho destes métodos é avaliado em dois conjuntos de dados públicos. Ambas as áreas apresentam alta dinâmica espaçotemporal devido ao clima tropical/subtropical e a práticas agrícolas locais, como a rotação de culturas. Nos experimentos verificou-se que as arquiteturas propostas superaram os métodos recentes baseados em redes recorrentes em termos de Overall Accuracy (OA) e F1-score médio por classe. / [en] This work proposes and evaluates deep learning architectures for multi-date agricultural crop recognition from remote sensing image sequences. These architectures combine the spatial modelling capabilities of fully convolutional networks and the sequential modelling capabilities of recurrent networks into end-to-end architectures so-called fully convolutional recurrent networks, configured to predict crop type at multiple dates from a multitemporal image sequence. Their performance is assessed over two publicly available datasets. Both datasets present highly spatio-temporal dynamics due to their tropical/sub-tropical climate and local agricultural practices such as crop rotation. The experiments indicated that the proposed architectures outperformed state of the art methods based on recurrent networks in terms of Overall Accuracy (OA) and per-class average F1 score.

[pt] A crescente disponibilidade de dados de sensoriamento remoto vem criando novas oportunidades e desafios em aplicações de monitoramento de processos naturais e antropogénicos em escala global. Nos últimos anos, as técnicas de aprendizado profundo tornaram-se o estado da arte na análise de dados de sensoriamento remoto devido sobretudo à sua capacidade de aprender automaticamente atributos discriminativos a partir de grandes volumes de dados. Um dos problemas chave em análise de imagens é a segmentação semântica, também conhecida como rotulação de pixels. Trata-se de atribuir uma classe a cada sítio de imagem. As chamadas redes totalmente convolucionais de prestam a esta função. Os anos recentes têm testemunhado inúmeras propostas de arquiteturas de redes totalmente convolucionais que têm sido adaptadas para a segmentação de dados de observação da Terra. O presente trabalho avalias cinco arquiteturas de redes totalmente convolucionais que representam o estado da arte em segmentação semântica de imagens de sensoriamento remoto. A avaliação considera dados provenientes de diferentes plataformas: veículos aéreos não tripulados, aeronaves e satélites. Cada um destes dados refere-se a aplicações diferentes: segmentação de espécie arbórea, segmentação de telhados e desmatamento. O desempenho das redes é avaliado experimentalmente em termos de acurácia e da carga computacional associada. O estudo também avalia os benefícios da utilização do Campos Aleatórios Condicionais (CRF) como etapa de pósprocessamento para melhorar a acurácia dos mapas de segmentação. / [en] The increasing availability of remote sensing data has created new opportunities and challenges for monitoring natural and anthropogenic processes on a global scale. In recent years, deep learning techniques have become state of the art in remote sensing data analysis, mainly due to their ability to learn discriminative attributes from large volumes of data automatically. One of the critical problems in image analysis is the semantic segmentation, also known as pixel labeling. It involves assigning a class to each image site. The so-called fully convolutional networks are specifically designed for this task. Recent years have witnessed numerous proposals for fully convolutional network architectures that have been adapted for the segmentation of Earth observation data. The present work evaluates five fully convolutional network architectures that represent the state of the art in semantic segmentation of remote sensing images. The assessment considers data from different platforms: unmanned aerial vehicles, airplanes, and satellites. Three applications are addressed: segmentation of tree species, segmentation of roofs, and deforestation. The performance of the networks is evaluated experimentally in terms of accuracy and the associated computational load. The study also assesses the benefits of using Conditional Random Fields (CRF) as a post-processing step to improve the accuracy of segmentation maps.