Submitted by Reginaldo Soares de Freitas (reginaldo.freitas@ufv.br) on 2017-03-27T12:25:29Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1719956 bytes, checksum: 82c2f5a058fbc419ec2ccb1ada607967 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-03-27T12:25:29Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1719956 bytes, checksum: 82c2f5a058fbc419ec2ccb1ada607967 (MD5) Previous issue date: 2016-12-14 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Diversos estudos em ciência florestal dependem de um banco de dados que contenha as dimensões das árvores de uma floresta ao longo dos anos. Há casos onde não são necessários dados observados e as características das florestas podem ser obtidas por simulação. Diante disso, este estudo teve como objetivo desenvolver ferramentas para simular monoculturas florestais em nível de árvore para estudos de manejo. Buscou-se criar e testar, em um ambiente SIG, um conjunto de ferramentas para os fins de simulação. O desenvolvimento se deu no programa ArcGIS, por meio de programação em Python, para criar uma Python toolbox: um agrupamento de ferramentas que executam um trecho de código para realizar tarefas em dados geográficos. A eficácia das ferramentas foi validada simulando dois plantios conhecidos. O primeiro foi composto de híbridos de Eucalyptus urophylla x Eucalyptus grandis com arranjo espacial 3,0 x 3,0 m. O segundo foi composto por oito clones de eucalipto, em sistema agroflorestal, com arranjo espacial 10,0 x 4,0 m. Por fim, foi realizado um estudo econômico utilizando dados gerados pelas ferramentas. Dois cenários envolvendo o plantio de eucalipto no espaçamento de 3,0 x 3,0 m, simulado no item anterior, foram comparados: um desbaste simulado (por meio de scripts em Python, no ArcGIS) de 30% da área basal na idade de três anos, com corte da madeira remanescente aos seis anos; e apenas o corte raso na idade de seis anos. Os indicadores utilizados para a comparação foram o VPL, VAE e a TIR. A toolbox desenvolvida foi capaz de realizar as simulações desejadas, com resultados consistentes em relação ao crescimento em diâmetro quadrático médio, sobrevivência, média das alturas, volume por hectare e distribuição de diâmetros. Também foi possível reproduzir corretamente os dois plantios de eucalipto descritos na literatura. Por fim, o desbaste e o crescimento pós-desbaste puderam ser simulados corretamente através de programação, com este cenário apresentando melhor resultado econômico em relação ao corte e venda de toda a floresta aos seis anos. / Several studies in forest science depend on a database that contains the dimensions of a forest's trees over the years. There are cases where observed data are not required and the characteristics of the forests can be obtained by simulation. Therefore, this study aimed to develop tools to simulate forest monocultures at single tree level for management studies. We sought to create and test, in a GIS environment, a toolkit for the simulation purposes. The development was done in the ArcGIS program, through programming in Python, to create a Python toolbox: a group of tools that execute a piece of code to perform tasks in geographic data. The effectiveness of the tools was validated by simulating two known plantations. The first one was composed of Eucalyptus urophylla x Eucalyptus grandis hybrids in 3.0 x 3.0 m spacing. The second one was composed of eight clones of eucalypt, in an agroforestry system, in 10.0 x 4.0 m spacing. Lastly, an economic study was carried out using data generated by the tools. Two scenarios involving the eucalyptus planting in the 3.0 x 3.0 m spacing simulated in the previous item were compared: a simulated thinning (by using Python scripts in ArcGIS) of 30% of the basal area at the age of three years, with cutting of the remaining wood at six years; and only the clear-cut at the age of six years. The indicators used for the comparison were NPV, EAV and IRR. The developed toolbox was able to perform the desired simulations, with consistent results regarding growth in mean squared diameter, survival, mean height, volume per hectare and diameter distribution. It was also possible to correctly reproduce the two eucalyptus plantations described in the literature. Lastly, thinning and post-thinning growth could be correctly simulated through programming, with this scenario presenting better economic result in relation to cutting and sale of the entire forest at six years.

Orientador : Prof. Dr. Julio Eduardo Arce / Coorientador : Prof. Dr. Arinei Carlos Lindbeck da Silva / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências Agrárias, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Florestal. Defesa: Curitiba, 27/03/2015 / Inclui referências : f. 50-51 / Área de concentração : Manejo florestal / Resumo: O planejamento da colheita florestal está entre as etapas mais importantes do empreendimento florestal devido principalmente ao seu alto custo. Planejar espacialmente a colheita está se tornando cada vez mais comum, pois os problemas que eram considerados muito restritivos computacionalmente no início da aplicação da pesquisa operacional no setor florestal tiveram suas formulações reorganizadas de maneira a facilitar a resolução, isso sem mencionar que os recursos computacionais e os programas otimizadores (solvers) existentes estão cada vez mais capazes de solucionar problemas maiores e mais complexos. Representar as vizinhanças entre unidades de manejo na forma de restrições tem sido uma tarefa desafiadora, pois cada conjunto de unidades de manejo tem uma conformação diferenciada e para que todas as combinações possíveis entre as unidades fiquem explícitas é necessário um esforço computacional a mais que o esforço de apenas resolver o modelo matemático, em outras palavras, gerar o modelo matemático também é uma tarefa que merece atenção. Neste trabalho foi utilizado um grupo de talhões (unidades de manejo) com apenas 26 unidades e posteriormente foi aplicada a mesma metodologia em uma área comercial com cerca de 10 mil hectares plantados com o gênero Pinus. As formulações e algoritmos já existentes para este tipo de problema foram utilizados com sucesso e graças à facilidade que linguagens computacionais matemáticas proporcionam foi possível criar uma rotina que consegue formular as restrições para qualquer floresta, desde que seja fornecida uma matriz de adjacência das unidades de manejo. Adicionalmente também é apresentado um procedimento para automatizar a criação da matriz de adjacência usando uma rotina dentro de um programa de Sistemas de Informações Geográficas (SIG). Os conjuntos de unidades de manejo testados tiveram um decréscimo no Valor Presente Líquido à medida que foram acrescentadas as restrições de áreas máxima e/ou mínima contínuas, assim como um maior tempo necessário para que o solver conseguisse encontrar a solução ótima. Palavras-chave: Adjacência de Talhões; Otimização do Planejamento Florestal; Modelo de Restrição por Área; Blocos de Colheita. / Abstract: The forest harvesting planning is among the most important stages of forest activity because its high costs. Planning spatially the harvest is becoming increasingly common, as problems that were considered too restrictive computationally early in the application of operations research in the forestry sector had their formulations reorganized in order to facilitate the resolution, not to mention that the current computational resources and existing solvers programs are progressively more able to face larger and more complex problems. Represent the neighborhoods between management units in the form of restrictions has been a challenging task, as each set of management units has a different spatial conformation and, in order to achieve all possible combinations among them, an extra computational effort is needed apart than just the effort to solve the problem, in other words, to generate the problem is also a task that deserves attention. In this study it was first used a group of stands (management units) with only 26 units and the same methodology was extended to a commercial area with around 10 thousand hectares planted with Pinus. The formulations and algorithms existent for this type of problem have been successfully used and thanks to the aid provided by mathematical computer languages it was possible to create a script that can make restrictions to any forest, as long as an adjacency matrix of the management units is provided. Additionally, it is also presented a procedure to automate the creation of the adjacency matrix using a routine within a Geographic Information Systems program (GIS). The sets of management units tested had a decrease in Net Present Value as the restrictions of maximum and/or minimum continuous area were added, and a longer time was required for the solver to find the optimal solution. Keywords: Stands Adjacency, Forestry Planning Optimization, Area Restriction Model, Harvest Clusters.

Made available in DSpace on 2018-08-01T22:35:48Z (GMT). No. of bitstreams: 1 tese_11175_Dissertação JULYANA 2017-Final.pdf: 1732828 bytes, checksum: 7daa9c03274c965865e115c6b9b361c4 (MD5) Previous issue date: 2017-07-31 / A colheita é uma atividade de grande importância em empreendimentos florestais, dada a sua elevada participação no custo final da matéria-prima. O planejamento eficiente dessa atividade é essencial por permitir a otimização das operações e a redução dos custos. O objetivo desse trabalho foi propor um modelo matemático, tomando como base o problema de roteamento de veículos, para otimizar o planejamento da atividade de colheita florestal. O modelo visou reduzir os custos totais da colheita florestal, sob restrições de controle de estoque e distância média de transporte. O planejamento foi realizado para um horizonte de 1 ano, envolvendo a colheita de 200 talhões, destinados ao abastecimento de duas fábricas, uma localizada em Telêmaco Borba e outra em Ortigueira. A modelagem proposta foi capaz de determinar a melhor sequência de corte para reduzir os custos totais da colheita florestal. Além disso, o modelo se mostrou eficaz para manter o nível do estoque dentro de limites desejáveis e para não permitir uma grande variação da distância média de transporte. A inclusão da restrição de distância média de transporte ao modelo, implicou em um aumento de 2,17% nos custos totais de colheita. Palavras-chave: Otimização, Planejamento florestal, Agendamento da colheita florestal.