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Modelagem de dados laser scanner terrestre para estimativa do volume em plantios clonais de Eucalyptus spp.
Use este link compartilhar ou citar este material: http://educapes.capes.gov.br/handle/1884/43549
Registro completo de metadados
| Metadados | Descrição | Idioma |
|---|---|---|
| Autor(es): dc.contributor | Lingnau, Christel | - |
| Autor(es): dc.contributor | Machado, Álvaro Muriel Lima | - |
| Autor(es): dc.contributor | Pellico Netto, Sylvio, 1941- | - |
| Autor(es): dc.contributor | Universidade Federal do Paraná. Setor de Ciências Agrárias. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Florestal | - |
| Autor(es): dc.creator | Buck, André Leonardo Bortolotto | - |
| Data de aceite: dc.date.accessioned | 2019-08-21T23:41:13Z | - |
| Data de disponibilização: dc.date.available | 2019-08-21T23:41:13Z | - |
| Data de envio: dc.date.issued | 2018-03-26 | - |
| Data de envio: dc.date.issued | 2018-03-26 | - |
| Data de envio: dc.date.issued | 2016 | - |
| Fonte completa do material: dc.identifier | http://hdl.handle.net/1884/43549 | - |
| Fonte: dc.identifier.uri | http://educapes.capes.gov.br/handle/1884/43549 | - |
| Descrição: dc.description | Orientador : Profª. Drª. Christel Lingnau | - |
| Descrição: dc.description | Coorientadores : Prof. Dr. Álvaro Muriel Lima Machado e Prof. Dr. Sylvio Péllico Netto | - |
| Descrição: dc.description | Tese (doutorado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências Agrárias, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Florestal. Defesa: Curitiba, 11/03/2016 | - |
| Descrição: dc.description | Inclui referências ao final de cada capítulo | - |
| Descrição: dc.description | Área de concentração : Manejo florestal | - |
| Descrição: dc.description | Resumo: O presente estudo teve como objetivo geral a obtenção do volume do tronco de árvores individuais em povoamentos clonais de Eucalyptus spp. a partir da modelagem de dados da varredura laser terrestre. A área de estudo está localizada no município de Três Lagoas - MS, em povoamentos clonais de: Eucalyptus grandis e Eucalyptus urophylla - 2 anos; Eucalyptus urograndis - 4 e 5 anos. A coleta de dados foi realizada por meio de varredura laser terrestre, simples e múltipla, e da mensuração florestal convencional em doze parcelas circulares de 400 m2. Para validação dos resultados foram derrubadas e cubadas 103 árvores. As varreduras foram submetidas ao registro e à delimitação da nuvem de pontos da parcela. O algoritmo Tree Detection in Plantation foi desenvolvido e proposto para a detecção semiautomática de árvores com base no padrão de alinhamento do povoamento. Após a detecção, as árvores foram submetidas a um procedimento de filtragem e, posteriormente, foi realizada a modelagem do tronco para obtenção do volume por dois métodos: I) Rede triangular irregular (TIN); e II) Ajuste de Circunferências (AC). No ápice da árvore, onde não foi possível modelar o tronco, a modelagem por regressão foi aplicada. Os modelos polinomiais de Schöpfer e de Hradetzki foram ajustados às séries diamétricas obtidas na cubagem convencional e àquelas extraídas da varredura laser terrestre. Os resultados demonstraram que a utilização de múltiplas estações reduz o efeito de sombreamento no levantamento das parcelas circulares. A aplicação do método de detecção de árvores em conjunto com a análise visual da nuvem de pontos resultou na identificação de 100% das árvores. A altura média alcançada na filtragem em relação à altura total foi de aproximadamente 29%, 53%, e 69% para as árvores de dois, quatro, e cinco anos, respectivamente. O volume tridimensional do tronco resultou em subestimativas de até 32% nas primeiras toras quando comparado com o método de Smalian (diâmetros medidos com a suta). Os métodos de cubagem diferiram estatisticamente pelo teste de Friedman (? = 5%), em que o modelo TIN apresentou os menores valores para a variável volume. As métricas altura total e DAP apresentaram correspondência aos dados de cubagem rigorosa com R2 = 0,98 para os povoamentos de 5 anos. O perfil do tronco foi mais bem expresso pelo modelo Polinomial de Potências Inteiras e Fracionárias utilizando os diâmetros de cubagem. Para os dados laser, o modelo polinomial de Potências Inteiras e Fracionárias representou melhor o perfil do tronco para 4 anos, enquanto o modelo Polinomial de Quinto Grau apresentou o melhor ajuste para povoamentos de 5 anos. Os modelos não conseguiram representar o perfil do tronco para as árvores de 2 anos. A validação dos modelos ajustados resultou em erros médios nas estimativas para os povoamentos de 4 e 5 anos, respectivamente, entre 6,28% e 8,45% para os diâmetros ao longo do tronco e 13,81% e 14,86% para o volume. O levantamento por varredura laser terrestre em florestas estará sujeito aos efeitos de oclusão, sombreamento e ao deslocamento do eixo da árvore ocasionado pelo vento durante a coleta de dados. Esses efeitos podem ser considerados como limitantes na utilização do laser terrestre e devem ser solucionados com o aprimoramento das técnicas de processamento das nuvens de pontos. Palavras chave: varredura laser terrestre, detecção de árvores, modelagem tridimensional, afilamento do tronco. | - |
| Descrição: dc.description | Abstract: This study sought to find the volume of individual trees in clonal stands of Eucalyptus spp. using models derived from terrestrial laser scanning data. The study area is located in the municipality of Três Lagoas, MS, Brazil. Clonal stands consist of 2-yearsold Eucalyptus grandis and Eucalyptus urophylla, and also 4- and 5-years-old Eucalyptus urograndis. Single and multiple terrestrial laser scan data was collected, as well as conventional methods from twelve circular plots with 400 m2. Results were validated using 103 felled trees. Scanned point clouds were registered and demarcated by plot. The algorithm Tree Detection in Plantation used here was developed and proposed for semi-automatic detection of trees based on stand row alignment. Detected trees were subject to a filtering process and stem volume modeled by two methods: I) Triangular Irregular Network (TIN); and II) adjustment of circumferences (AC). Modeling by regression was applied at the apex of the tree, where the trunk could not be modeled. The Schöpfer and Hradetzki polynomial models fitted to the diametric series derived from conventional measurements and those extracted from terrestrial lidar scanning. The results showed that the using multiple stations reduces the shadowing effect of scanning in the circular plots. The tree detection method used in combination with visual examination of the point clouds resulted in identification of 100% of trees. The average height reached in filtering over the full height was approximately 29%, 53%, and 69% for two-, four-, and five-yearsold trees, respectively. The three-dimensional volume of the stem resulted in underestimation up to 32% of the first logs compared to the Smalian method (diameters measured with calipers). Using the Friedman test (? = 5%) the volume estimation methods were statistically different, whereby the TIN model presented the lowest volume estimates. Total height and DBH were similar to conventional measurement data (R2 = 0.98) for 5-years-old stands. The stem profile was best expressed by the polynomial model with integer and fractional powers when the database consisted of diameter measurements. For the LIDAR data, the polynomial model with integer and fractional powers best represented stem profile of four-years-old tree while a fifth degree polynomial model described five-years-old stands best. The models did not adequately represent the stem profile of two-years-old trees. Validation of the fitted models resulted in mean errors in the estimates between 6.28% and 8.45% for the diameter series in 4-years-old and 5-years-old stands, respectively, and 13.81% and 14.86% error for the volume, respectively. Surveying by terrestrial laser scanning in forests will be subject to the effects of occlusion, shadowing, and the displacement of the tree axis by wind during data collection. These are effects that limiting the use of the terrestrial lidar and should be solved by improving cloud point processing techniques. Keywords: terrestrial laser scanning, tree detection, three-dimensional modeling, stem taper. | - |
| Formato: dc.format | 145 f. : il., algumas color. | - |
| Formato: dc.format | application/pdf | - |
| Formato: dc.format | application/pdf | - |
| Relação: dc.relation | Disponível em formato digital | - |
| Palavras-chave: dc.subject | Recursos Florestais e Engenharia Florestal | - |
| Palavras-chave: dc.subject | Madeira - Medição | - |
| Palavras-chave: dc.subject | Troncos (Botanica) | - |
| Palavras-chave: dc.subject | Eucalipto | - |
| Palavras-chave: dc.subject | Manejo florestal | - |
| Título: dc.title | Modelagem de dados laser scanner terrestre para estimativa do volume em plantios clonais de Eucalyptus spp. | - |
| Tipo de arquivo: dc.type | livro digital | - |
| Aparece nas coleções: | Repositório Institucional - Rede Paraná Acervo | |
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