Uso de medidas não convencionais e aplicação de LiDAR para cálculo de volume de árvores plantadas
| Ano de defesa: | 2024 |
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| Tipo de documento: | Dissertação |
| Tipo de acesso: | Acesso aberto |
| Idioma: | por |
| Instituição de defesa: |
Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
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| Programa de Pós-Graduação: |
Não Informado pela instituição
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| Departamento: |
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| País: |
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| Palavras-chave em Português: | |
| Link de acesso: | https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/11/11150/tde-03022025-172304/ |
Resumo: | O setor florestal vem se destacando tanto no cenário nacional quanto mundial. Tendo em vista que a produção de madeira é o principal produto do setor, a quantificação desse bem se torna uma atividade imprescindível. O desempenho de uma floresta e seu estoque de madeira são expressos pela determinação do volume, e, dentre as formas mais comuns para a obtenção dessa medida, temos a cubagem rigorosa e a utilização e ajustes de modelos matemáticos. Como uma das alternativas, o sensoriamento remoto apresenta maneiras diferentes de se obter medidas de dentro de uma floresta sem a necessidade de adentrar nela. O LiDAR é um sensor remoto ativo que vem apresentando grande potencial para uso no setor florestal devido à praticidade e às correlações que estão sendo possíveis de se obter a partir de suas métricas com a estrutura das florestas. Diante disso, este projeto busca, em dois capítulos, responder às seguintes hipóteses: no primeiro capítulo, testar se modelos para estimar o volume de indivíduos arbóreos, utilizando o volume em um intervalo entre seções transversais, apresentam resultados iguais ou melhores, estatisticamente, que os modelos convencionais. No segundo capítulo, testar a utilização de dados LiDAR na aquisição de variáveis dendrométricas que permitam estimar o volume em plantios comerciais. Com esse intuito, foram utilizados dados obtidos da cubagem rigorosa de indivíduos de Eucalipto e Teca para ajustar modelos volumétricos e comparar com dados calculados a partir de equações ajustadas com dados obtidos com LiDAR. No primeiro capítulo, todas as correlações entre os volumes de seções e o volume da árvore foram maiores que as correlações entre o DAP (Diâmetro à Altura do Peito) e o volume da árvore. As equações obtiveram melhor ajuste quando o valor da variável explicativa foi o volume de alguma seção, corroborando a hipótese de que essas variáveis são estatisticamente mais precisas que o DAP. No segundo capítulo, ao comparar medidas dendrométricas obtidas diretamente de nuvem de pontos provenientes do sistema LiDAR DLS com medidas adquiridas em campo, os resultados também corroboraram a hipótese, apresentando valores de RMSE de 2,22 a 2,42 cm para diâmetros localizados em quatro diferentes alturas (1,3; 2,3; 3,3 e 4,3 metros). Apesar dos resultados promissores, ainda há espaço para melhorias na s medições LiDAR, e futuros estudos podem explorar novas abordagens e replicar a pesquisa em diferentes espécies e cenários. |
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Uso de medidas não convencionais e aplicação de LiDAR para cálculo de volume de árvores plantadasUse of non-conventional measures and LiDAR application for calculating the volume of planted treesDendrometriaDendrometryDroneDroneEucaliptoEucalyptusTeakTecaO setor florestal vem se destacando tanto no cenário nacional quanto mundial. Tendo em vista que a produção de madeira é o principal produto do setor, a quantificação desse bem se torna uma atividade imprescindível. O desempenho de uma floresta e seu estoque de madeira são expressos pela determinação do volume, e, dentre as formas mais comuns para a obtenção dessa medida, temos a cubagem rigorosa e a utilização e ajustes de modelos matemáticos. Como uma das alternativas, o sensoriamento remoto apresenta maneiras diferentes de se obter medidas de dentro de uma floresta sem a necessidade de adentrar nela. O LiDAR é um sensor remoto ativo que vem apresentando grande potencial para uso no setor florestal devido à praticidade e às correlações que estão sendo possíveis de se obter a partir de suas métricas com a estrutura das florestas. Diante disso, este projeto busca, em dois capítulos, responder às seguintes hipóteses: no primeiro capítulo, testar se modelos para estimar o volume de indivíduos arbóreos, utilizando o volume em um intervalo entre seções transversais, apresentam resultados iguais ou melhores, estatisticamente, que os modelos convencionais. No segundo capítulo, testar a utilização de dados LiDAR na aquisição de variáveis dendrométricas que permitam estimar o volume em plantios comerciais. Com esse intuito, foram utilizados dados obtidos da cubagem rigorosa de indivíduos de Eucalipto e Teca para ajustar modelos volumétricos e comparar com dados calculados a partir de equações ajustadas com dados obtidos com LiDAR. No primeiro capítulo, todas as correlações entre os volumes de seções e o volume da árvore foram maiores que as correlações entre o DAP (Diâmetro à Altura do Peito) e o volume da árvore. As equações obtiveram melhor ajuste quando o valor da variável explicativa foi o volume de alguma seção, corroborando a hipótese de que essas variáveis são estatisticamente mais precisas que o DAP. No segundo capítulo, ao comparar medidas dendrométricas obtidas diretamente de nuvem de pontos provenientes do sistema LiDAR DLS com medidas adquiridas em campo, os resultados também corroboraram a hipótese, apresentando valores de RMSE de 2,22 a 2,42 cm para diâmetros localizados em quatro diferentes alturas (1,3; 2,3; 3,3 e 4,3 metros). Apesar dos resultados promissores, ainda há espaço para melhorias na s medições LiDAR, e futuros estudos podem explorar novas abordagens e replicar a pesquisa em diferentes espécies e cenários.The forestry sector has been standing out both nationally and internationally. Considering that timber production is the main product in the sector, the quantification of this asset becomes an essential activity. The performance of a forest and its wood stock are expressed through volume determination, and among the most common methods to obtain this measure, we have rigorous scaling and the use and adjustment of mathematical models. As an alternative, remote sensing presents different ways to obtain measurements within a forest without the need to enter it. LiDAR is an active remote sensor that has shown great potential for use in the forestry sector due to its practicality and the correlations that can be derived from its metrics with forest structures. Given this, this project aims, in two chapters, to address the following hypotheses: in the first chapter, to test whether models for estimating the volume of tree individuals, using volume within an interval between cross-sections, present results equal to or statistically better than conventional models. In the second chapter, to test the use of LiDAR data in acquiring dendrometric variables that allow for volume estimation in commercial plantations. For this purpose, data obtained from the rigorous scaling of Eucalyptus and Teak individuals were used to adjust volumetric models and compare with data calculated from equations adjusted with data obtained from LiDAR. In the first chapter, all correlations between section volumes and tree volume were higher than the correlations between DBH (Diameter at Breast Height) and tree volume. The equations showed a better fit when the value of the explanatory variable was the volume of a section, supporting the hypothesis that these variables are statistically more accurate than DBH. In the second chapter, when comparing dendrometric measurements obtained directly from point clouds from the LiDAR DLS system with field-acquired measurements, the results also supported the hypothesis, showing RMSE values ranging from 2.22 to 2.42 cm for diameters located at four different heights (1.3, 2.3, 3.3, and 4.3 meters). Despite the promising results, there is still room for improvement in LiDAR measurements, and future studies can explore new approaches and replicate the research in different species and scenariosBiblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USPRodriguez, Luiz Carlos EstravizPeres, Leonardo Costa2024-11-08info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfhttps://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/11/11150/tde-03022025-172304/reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USPinstname:Universidade de São Paulo (USP)instacron:USPLiberar o conteúdo para acesso público.info:eu-repo/semantics/openAccesspor2025-02-04T13:30:02Zoai:teses.usp.br:tde-03022025-172304Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttp://www.teses.usp.br/PUBhttp://www.teses.usp.br/cgi-bin/mtd2br.plvirginia@if.usp.br|| atendimento@aguia.usp.br||virginia@if.usp.bropendoar:27212025-02-04T13:30:02Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP - Universidade de São Paulo (USP)false |
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