Estimativas do Volume de Árvores de Eucalipto com Diferentes Técnicas de Modelagem e Tamanho do Banco de Dados
Ano de defesa: | 2022 |
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Autor(a) principal: | |
Orientador(a): | |
Banca de defesa: | |
Tipo de documento: | Dissertação |
Tipo de acesso: | Acesso aberto |
Idioma: | por |
Instituição de defesa: |
Fundação Universidade Federal de Mato Grosso do Sul
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Programa de Pós-Graduação: |
Não Informado pela instituição
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Departamento: |
Não Informado pela instituição
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País: |
Brasil
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Palavras-chave em Português: | |
Link de acesso: | https://repositorio.ufms.br/handle/123456789/4732 |
Resumo: | The quantification of the volume of trees is a fundamental activity in the management of forest resources. However, it is a very expensive activity to obtain directly. As an alternative, there is the use of indirect methods such as regression models and artificial neural networks (ANNs). Therefore, the objective was to evaluate the precision of the estimates of the volume of eucalyptus trees using different modeling techniques and database size. The specific objectives were: (i) to assess whether the reduction in the number of trees used in volume modeling influences the accuracy of these estimates; (ii) assess whether the performance of ANNs is superior to that of regression models; and (iii) to assess whether the inclusion of categorical variables in the ANNs contributes to improving the estimates. The study data were obtained in eight eucalyptus clonal plantations (four clones x two rotations), implanted in the municipality of Ribas do Rio Pardo, State of Mato Grosso do Sul. 465 trees were rigorously cubed to obtain the volume. Of this total, 20% were used to validate the estimates and 80% to adjust the models and train the ANNs. To assess the effect of the size of the database on the accuracy of the estimates, training was performed with different fractions of the training data (10% to 100%). For each fraction of the database, the volumetric model of Schumacher and Hall was adjusted and 500 ANNs of the Multlayer Perceptron type were trained. By reducing the size of the database used to model the volume of eucalyptus trees, using regression models and ANNs, it was possible to maintain the precision of the estimates. Regardless of the size of the database, the accuracy of volume estimates generated by ANNs was slightly higher than that of regression models. The inclusion of qualitative explanatory variables in the ANNs provided slightly higher volume estimates than those that did not use these variables. |
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The study data were obtained in eight eucalyptus clonal plantations (four clones x two rotations), implanted in the municipality of Ribas do Rio Pardo, State of Mato Grosso do Sul. 465 trees were rigorously cubed to obtain the volume. Of this total, 20% were used to validate the estimates and 80% to adjust the models and train the ANNs. To assess the effect of the size of the database on the accuracy of the estimates, training was performed with different fractions of the training data (10% to 100%). For each fraction of the database, the volumetric model of Schumacher and Hall was adjusted and 500 ANNs of the Multlayer Perceptron type were trained. By reducing the size of the database used to model the volume of eucalyptus trees, using regression models and ANNs, it was possible to maintain the precision of the estimates. Regardless of the size of the database, the accuracy of volume estimates generated by ANNs was slightly higher than that of regression models. The inclusion of qualitative explanatory variables in the ANNs provided slightly higher volume estimates than those that did not use these variables.A quantificação do volume das árvores é atividade fundamental no manejo dos recursos florestais. Contudo, é uma atividade bastante onerosa para obtenção de forma direta. Como alternativa surge a utilização de métodos indiretos como os modelos de regressão e as redes neurais artificiais (RNAs). Portanto, objetivou-se avaliar a precisão das estimativas do volume de árvores de eucaliptos utilizando diferentes técnicas de modelagem e tamanho do banco de dados. Os objetivos específicos foram: (i) avaliar se a redução do número de árvores utilizadas na modelagem do volume influencia na precisão dessas estimativas; (ii) avaliar se o desempenho das RNAs é superior ao dos modelos de regressão; e (iii) avaliar se a inclusão de variáveis categóricas nas RNAs contribui para melhoria das estimativas. Os dados do estudo foram obtidos em oito plantios clonais de eucalipto (quatro clones x duas rotações), implantados no município de Ribas do Rio Pardo, Estado de Mato Grosso do Sul. Foram cubadas rigorosamente 465 árvores para obter o volume. Desse total, 20% foram destinados à validação das estimativas e 80% para o ajuste dos modelos e treinamento das RNAs. Para avaliar o efeito do tamanho do banco de dados sobre a precisão das estimativas, o treinamento foi realizado com diferentes frações dos dados destinados ao treinamento (10% a 100%). Para cada fração do banco de dados foi ajustado o modelo volumétrico de Schumacher e Hall e treinadas 500 RNAs do tipo Multlayer Perceptron. Com a redução do tamanho do banco de dados utilizado na modelagem do volume de árvores de eucalipto, por modelos de regressão e RNAs, foi possível manter a precisão das estimativas. Independentemente do tamanho do banco de dados, a precisão das estimativas do volume geradas por RNAs foram ligeiramente superiores às dos modelos de regressão. A inclusão de variáveis explicativas qualitativas nas RNAs proporcionou estimativas de volume ligeiramente superiores àquelas que não utilizaram essas variáveis.Fundação Universidade Federal de Mato Grosso do SulUFMSBrasilEstimativas do volume, Eucalipto, Técnicas de modelagem, Banco de dados.Estimativas do Volume de Árvores de Eucalipto com Diferentes Técnicas de Modelagem e Tamanho do Banco de Dadosinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisGileno Brito de AzevedoJEAN DE JESUS DA SILVAinfo:eu-repo/semantics/openAccessporreponame:Repositório Institucional da UFMSinstname:Universidade Federal de Mato Grosso do Sul (UFMS)instacron:UFMSORIGINALDISSERTAÇÃO - Jean de Jesus da Silva.pdfDISSERTAÇÃO - Jean de Jesus da Silva.pdfapplication/pdf895997https://repositorio.ufms.br/bitstream/123456789/4732/-1/DISSERTA%c3%87%c3%83O%20-%20Jean%20de%20Jesus%20da%20Silva.pdf4995fd3972c4b39659b0f3b497ff0b1aMD5-1123456789/47322022-04-18 13:54:54.044oai:repositorio.ufms.br:123456789/4732Repositório InstitucionalPUBhttps://repositorio.ufms.br/oai/requestri.prograd@ufms.bropendoar:21242022-04-18T17:54:54Repositório Institucional da UFMS - Universidade Federal de Mato Grosso do Sul (UFMS)false |
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