The molecular mechanisms underlying disease-resistance and drought-resistance in forest trees are not well understood. Linking variation in gene expression with genetic polymorphisms and with variations in disease- and drought-resistance phenotypes can provide information about these complex traits. We used real-time quantitative polymerase chain reaction (PCR) to detect variations in the expression of 88 disease- and drought-responsive genes within an association population of 354 loblolly pine trees (Pinus taeda L.). Using association genetics approaches, we then linked 3,938 single nucleotide polymorphisms (SNPs) in candidate genes with gene expression phenotypes to identify novel disease- and drought-responsive genes. To further examine differences in gene expression induced by drought, Fusarium circinatum (responsible for pitch canker disease), and drought F. circinatum, the expression of 114 genes identified through comparative and association genetics approaches was analyzed on a subset of 24 loblolly pine trees possessing a range of pitch canker- and drought-resistance phenotypes. Significant differences in the uninduced expression of all 88 genes measured on the association population were observed among loblolly pine trees. Principal component analysis showed that some variation within the association population could be accounted for by population substructure of geographic origin. Hierarchical clustering of genes based on uninduced expression did not consistently group together functionally similar genes probably because expression was collected on unstressed stem tissue. This was supported in the smaller expression study as correlations between expression values of genes in the same functional networks were usually stronger when induced by a treatment compared with correlations between the uninduced expression of genes in the control group. Gene expression frequently changed by up to 4-fold in response to one or more treatments, but PtMYB12 was the only gene that exhibited a statistically significant change in response to treatments. ANOVA analyses of gene expression controlling for pitch canker resistance and for water use efficiency phenotypes identified differentially expressed genes suggesting that they may be contributing to these phenotypes. Finally, association genetics approaches detected 101 significant associations between SNPs in 94 candidate genes potentially involved in stress responses and 27 gene expression phenotypes.

Pinus taeda L. dynamics, migration patterns and genetic structure were investigated over geological time scale (the past 21,000 years), historical time scale (the past 500 years) and recent time scale (the past 50 years ago) using multi-source data and an interdisciplinary approach. Population genetics, microsatellite markers, DNA fingerprinting, fossil records, geological history, historical records, aerial photographs, soil maps, weather data, remote sensing and geographic information systems (GIS) were used to assess the dynamics of P. taeda populations especially for the Lost Pines (LP), a disjunct population at the westernmost edge of the species range. Pinus taeda populations east and west of the Mississippi River Valley are genetically differentiated. Eastern populations had higher allelic diversity and diagnostic alleles than western populations. Gene flow estimates are high. Allelic diversity and diagnostic alleles patterns are attributed to the prevailing wind direction. Differentiation east and west of the MRV was attributed to separation to two refugia during the Pleistocene. The Lost Pines population is believed to have undergone one or more bottleneck events with loss of rare alleles. Despite the bottleneck, allelic richness was similar for the LP and the control population from the Western Gulf (WG) population. Population size contraction of the LP was attributed to climate change in central Texas over geological time scale. The natural origin of the Lost Pines was investigated. Multivariate and clustering techniques and assignment and exclusion methods using DNA markers show that the LP population shared ancestry with the WG populations with no evidence for admixture from other sources. Historical records parallel this conclusion. With the absence of logging within Bastrop and Buescher State Parks, P. taeda area and patch size increased from 1949 to 1995. Thirty six percent of the pine patches observed in 1949 had disappeared by 1995 by merging. Landscape pattern analysis shows significant dynamics. The distribution of P. taeda in Bastrop County was associated with sandy light topsoils, clayey heavy sub-soils and high permeable soils. Pinus taeda grow on various soil types as well. Growing on these soils under current climatic conditions may compensate for the precipitation regime in this area.

Orientador: Gustavo Ventorim / Coorientadora: Cristiane Inácio de Campos / Banca: Júlio César Molina / Banca: Ricardo Marques Barreiros / Banca: André Luis Christoforo / Banca: Francisco Antronio Rocco Lahar / Resumo: O setor madeireiro tem crescido nos últimos anos no Brasil, visto que o país possui vastas áreas com florestas de reflorestamento. Entretanto, com o passar dos anos, tem crescido a consciência de uma melhor utilização das matérias-primas, inclusive da madeira. Neste contexto, surgem os painéis à base de madeira, os quais utilizam melhor as toras, que podem ser de diferentes dimensões. Dentre estes painéis, destaca-se o compensado laminado, que é um painel produzido com um número ímpar de lâminas de madeira, dispostas perpendicularmente umas às outras com relação a direção da grã. Este painel possui ampla utilização, principalmente na indústria moveleira e na construção civil, podendo ser utilizado em construções do tipo wood frame. Além disso, o compensado necessita passar por algum processo de tratamento contra o ataque de fungos, insetos e intempéries. Assim, este estudo teve o objetivo de analisar a influência de tratamentos preservativos nas propriedades físicas e mecânicas do compensado laminado de Pinus taeda. Para isso, foi realizada a termorretificação, com três diferentes temperaturas (160°C, 180°C e 200°C) e o tratamento químico com CCA. Foram realizados os tratamentos das lâminas antes da produção do compensado e os tratamentos dos painéis já produzidos, sem prévio tratamento das lâminas, com o intuito de avaliar qual forma de tratamento é a mais adequada. Foram realizadas as análises de teor de extrativos totais, molhabilidade das lâminas, microscopia eletrônica d... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The forestry sector has grown recently in Brazil, since the country has vast reforestation fields. However, over the years, there has been growing the consciousness of a better use of raw materials, including wood. In this context arise the wood based panels, which make better use of logs, which may be of different dimensions. Among these panels is highlighted the plywood, which is a panel produced with an odd number of wood veneers arranged perpendicularly to each other with respect to the grain direction. This panel has wide application, especially in the furniture industry and in construction and can be used in wood frame type construction. Besides that, the plywood needs to undergo some treatment process against the attack of fungi, insects and weatherproof. Thus, this study aims to analyze the influence of preservative treatments on physical and mechanical properties of Pinus taeda plywood. To this were performed the heat treatment with three different temperatures (160 °, 180 ° C and 200 ° C) and chemical treatment with CCA. It was carried out the veneers treatments before the production of plywood and the panel treatment, without prior veneers treatment, in order to assess which form of treatment is most appropriate. The analyzes of extractive content, veneers wettability, scanning electron microscopy and physical and mechanical tests were performed. The results showed that the heat treatment and CCA treatment improved the dimensional stability of the plywood due to chemical changes in the wood. In addition, both treatments decreased mechanical strength in static bending and bonding quality. However, all treatments continued to meet the minimum specifications of specialized organs. Based on all the analyzes it was concluded that the heat treatment of the panel at 200°C was more adequate / Doutor

Submitted by Reginaldo Soares de Freitas (reginaldo.freitas@ufv.br) on 2016-04-22T13:42:06Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 2115910 bytes, checksum: 9ac26b919d7cf610eba0b2e44061dcc7 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-04-22T13:42:06Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 2115910 bytes, checksum: 9ac26b919d7cf610eba0b2e44061dcc7 (MD5) Previous issue date: 2016-02-17 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / A predição do mérito genético dos indivíduos é um dos maiores desafios no melhoremento de plantas e animais. A predição é difícil por que as características importantes possuem natureza complexa, onde alguns caracteres possuem poucos genes de efeito maior, enquanto que outros são controlados por um elevado número de genes de efeito pequeno, além disso, efeitos não-additivos como dominância e epistasia podem ser importantes para o controle da variação genética. Para obter altas acurácias na predição é importante usar o modelo que corresponde com a arquitetura genética da característica e adicionalmente a adequada partição das várias fontes de variação genética (aditiva, dominancia e epistasia) é desejada para várias aplicações como capacidade geral e específica de combinação. No capítulo 1 foi revisado os aspectos gerais da predição genômica (GP), a aplicação dessa abordagem com diferentes propósitos em características com distintas arquiteturas genéticas e no final alguns modelos estatísticos aplicado na GP. No capítulo 2 foi avaliado modelos de regressão genômica (WGR) aditivos e aditivo-dominante com diferentes prioris, essas são premissas sobre a presença ou não de marcas com efeito maior. Adicionalmente no capítulo 3 foi avaliado a inclusão da informação oriunda do pedigree na predição genômica, usando os modelos BayesA aditivo e aditivo-dominante e também com o RKHS, que teoricamente pode predizer os efeitos aditivo e não aditivos confundidos. Esses modelos foram aplicados na altura de árvores (HT) aos 6 anos de idade, diâmetro na altura do peito (DBH) e resistência a ferrugem, mesurados em 923 indivíduos de pinos oriundos de uma população estruturada em 71 irmãos completos e genotipados com 4722 marcadores genéticos. Também foram simulados 6 características com distintas arquiteturas genéticas (poligenica e oligogênica com três leveis de dominância) para esses estudos. As populações simuladas usadas nessas características foram derivadas a partir de um programa de melhoramento padrão de pinos. No capítulo 2 para as caracteríticas oligogenica simuladas e para resistência a ferrugem o BayesA e BayesB forneceram as melhores acurácias para predição genotípica, porem as diferentes priores usadas em WGR produziram resultados similares para HT e para característica poligênicas simuladas. Contudo a inclusão da dominância nos modelos WGR aumentaram a acurácia apenas para características simuladas com elevado efeito de dominância e para HT. Quando o BayesB foi ajustado em uma geração para predizer na geração seguinte, a inclusão da dominância aumentou as acurácias apenas para características oligogenicas simuladas com elevada dominancia. Independente do modelo adotado, a acurácia da predição genotípica total decresceu com o aumento dos efeitos de dominancia nas características simuladas. Então esses resultados refletem que a predição da dominancia foi complexa quando comparado com a predição dos efeitos aditivos, e para a aplicações posteriores dos efeitos de dominância, algumas propriedades genéticas da população devem ser avaliadas como MAF e número de meios irmãos e irmãos completos. No capítulo 3, a inclusão do informação oriunda do pedigree no modelo genômico, não produziu acurácias mais elevadas quando comparado com os modelos que usaram apenas informações de marcadores, e ambos modelos foram substancialmente mais acurados que o modelo baseado apenas em informação de pedigree. Em HT, DBH e características poligênicas simuladas com efeitos aditivos e dominantes, os modelos baseados em RKHS mostraram acurácias ligeiramente superiores que o BayesA para predição genotípica total, enquanto que o BayesA foi a melhor opção para resistência a ferrugem e características oligogenicas. Para a predição dos valores de melhoramento o BayesA aditivo foi o melhor modelo. / The prediction of individual genetic merit is one of most important challenges in plant and animal breeding. Prediction is difficult because the important traits have a complex nature, where some traits have few genes with major effects, while others are controlled by a large number of genes with small effects. Non-additive effects such as dominance and epistasis can also be important for controlling the genetic variation. In order to achieve higher accuracies in the prediction, it is important to use the model that matches the genetic architecture of trait. The proper partition of the various sources of genetic variation (additive, dominance and epistasis) is desired for several applications, such as exploring the overall and specific combination ability. In Chapter 1, the general remarks of genomic prediction (GP) are reviewed, with the application of this approach with different proposals in distinct genetic architecture traits, together with some statistic models applied in GP. In Chapter 2, the additive and additive-dominance whole-genomic-regression (WGR) models are evaluated with different priors, together with assumptions regarding the presence or not of markers with major effects. Chapter 3 evaluates the inclusion of pedigree information in genomic prediction with additive- and additive-dominance BayesA and also with RKHS model that can theoretically predict confused additive and non- additive effects. These models were applied in tree height (HT), diameter at breast height (DBH) and rust resistance in 923 loblolly pine individuals at 6 years of age from a structured population of 71 full-sib families genotyped with 4722 genetic markers. Six traits were also simulated with distinct genetic architectures (polygenic and oligogenic traits with three dominance levels) for these studies. The simulated population for these traits was derived from a standard pine breeding program. In the oligogenic simulated traits and rust resistance in chapter 2, BayesA and BayesB provided greater accuracies for genotypic prediction; however, the different priors of WGR yielded similar results for HT and simulated polygenic traits. Therefore, the inclusion of dominance effects in WGR increases the accuracy only for simulated traits with high dominance effects and HT. When BayesB was fitted in one generation for predicting the next generation, the dominance inclusion increased the accuracies only for the oligogenic simulated trait with high dominance. Regardless of the model adopted, the accuracy of whole genotypic prediction decreased with the increase of dominance effects in simulated traits. Thus, these results reflect that dominance prediction is complex when compared to additive prediction, and for downstream applications of dominance effects, some genetic properties of the population should be evaluated, such as MAF and the number of half and full-sibs. In chapter 3, the inclusion of pedigree information in genomic model did not yield higher accuracies than models based in only marker information, and both models were substantially more accurate than models basedonly on pedigree. In HT, DBH and in polygenic traits simulated with additive-dominance effects, the RKHS-based models showed slightly higher accuracies than BayesA for whole genotypic prediction, while BayesA-based models were the best option for rust resistance and oligogenic simulated traits. For the prediction of breeding values, the BayesA additive was the best model.

Orientador : Prof. Dr. Christopher Thomas Blum / Coorientador : Msc. Santiago José Elías Velazco / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências Agrárias, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Florestal. Defesa: Curitiba, 22/02/2017 / Inclui referências : f. 49-62 / Resumo: A compreensão dos processos dos bancos de sementes oferece entendimento a dinâmica florestal, contribuindo com a conservação e restauração de formações fitogeográficas ameaçadas, como a Floresta Ombrofila Mista (FOM). Espécies exóticas invasoras cultivadas com fins comerciais podem provocar alterações nos ecossistemas, agravando a degradação ambiental. Este estudo objetivou verificar se existe influencia de povoamentos comerciais de Pinus taeda sobre a composição floristica e sociológica do banco de sementes em região de FOM, bem como realizar a caracterização ecológica e avaliação da dinâmica de emergência do banco de sementes de um remanescente de FOM em estagio intermediário de sucessão no município de Campo do Tenente, PR. Para a realização do estudo foram coletadas 80 amostras do banco de sementes em um remanescente florestal nativo e 80 amostras em um povoamento de P. taeda, distando aproximadamente 1,0 km entre as áreas. As amostras foram colocadas para germinar em bandejas plásticas alocadas em duas casas de vegetação com diferentes níveis de luminosidade. Para a caracterização ecológica do banco de sementes da FOM foram considerados apenas os dados relativos as coletas no remanescente florestal, sendo também realizado um levantamento fitossociologico na floresta adulta, para comparação com o banco de sementes. Na avaliação dos bancos de ambas as áreas, foram identificados 11.669 indivíduos lenhosos e herbáceos, distribuídos em 31 famílias botânicas e 84 espécies. Dentre as herbáceas destacaram-se pela riqueza as famílias Asteraceae e Poaceae, respectivamente para a FOM e para o povoamento de pinus. No estrato lenhoso a maior representatividade floristica foi abrangida por Solanácea e Asteraceae, respectivamente na FOM e no povoamento de pinus. No povoamento de pinus registrou-se baixa riqueza de espécies lenhosas, e a espécie Pinus taeda apresentou germinação apenas no banco de sementes do próprio povoamento. Quando avaliada especificamente a floristica e ecologia do banco de sementes da FOM houve predomínio do grupo ecológico das pioneiras, tanto em riqueza como em abundancia, sendo o tratamento de menor luminosidade o que apresentou maior numero de indivíduos germinados. Concluiu-se que o povoamento de pinus exerce influencia sobre o próprio estoque de sementes, reduzindo a riqueza de lenhosas. Contudo, o banco de sementes do remanescente de FOM não sofreu influencia da proximidade do povoamento de pinus. Com relação a ecologia do banco de sementes da FOM concluiu-se que a luminosidade não foi fator determinante na germinação de espécies de diferentes grupos ecológicos. O banco de sementes e o estrato arbóreo da floresta madura apresentam baixa similaridade da composição floris tica e diferenciação nos grupos ecológicos predominantes. Palavras-chave: Floresta com Araucaria. Pinus taeda. Dinamica florestal. Grupos ecológicos. / Abstract: The knowledge of the seed banks processes provides understanding of forest dynamics, contributing to the conservation and restoration of endangered phytogeographic formations such as the Araucaria Rainforest (FOM). Invasive alien species grown for commercial purposes can disturb ecosystems, aggravating environmental degradation.This study aimed to verify if there is influence of commercial plantings of Pinustaeda on the floristic and sociological composition of the seed bank in the FOM region, as well as to perform the ecological characterization and evaluation of the emergence dynamics of the seed bank of an remnant of FOM in intermediate stage of succession in Campo do Tenente municipality, PR.For the study, 80 samples of the seed bank were collected in a native forest remnant and 80 samples in a P. taeda stand, approximately 1.0 km between the areas. The soil samples were arranged to germinate in plastic trays in two houses of vegetation with different levels of luminosity. For the ecological characterization of the FOM seed bank there were considered only the data collected in the forest remnant, and a phytosociological survey was also carried out in the adult forest, for comparison with the seed bank.In the evaluation of the both areas seed banks, 11,669 woody and herbaceous individuals were identified, distributed in 31 botanical families and 84 species. Considering herbaceous plants, the families Asteraceae and Poaceae were distinguished for their richness, respectively for the FOM and for the pine planting. In the woody stratum the greatest floristic representativeness was covered by Solanaceae and Asteraceae, respectively in FOM and pine planting. There was a low richness of woody species in the pine planting, and the speciesPinustaeda presented germination only in the seed bank of it's planting.When specifically evaluated the floristic and ecology of the seed bank of the FOM remnant there was a predominance of the ecological group of the pioneers, both in richness and in abundance, being the treatment of lower luminosity the one that presented greater number of germinated individuals. It was concluded that the pine planting exerts influence on the seed stock itself, reducing the richness of woody species.However, the seed bank of the FOM remnant was not influenced by the proximity of the pine planting. Regarding the ecology of the FOM seed bank, it was concluded that the luminosity was not a determining factor in the germination of species from different ecological groups. The seed bank and the arboreal stratum of the mature forest present low similarity in floristic composition and differentiation in its predominant ecological groups. Key words: Araucaria Rainforest, Pinus taeda, Forest dynamics, Ecological groups

O presente estudo foi realizado em uma área de aproximadamente 3 . 000 ha, reflorestada com Pinus taeda., com idade média de 8 anos, em propriedade da empresa SLAVIEIRO FLORESTAL S.A., localizada no município de Palmeira,. Estado do Paraná. O principal objetivo foi avaliar os danos causados por dois incêndios florestais ocorridos em épocas diferentes, utilizando fotografias aéreas com complementação de trabalho de campo e imagens Landsat 3. Através da interpretação visual de fotografias aéreas oblíquas foram definidos quatro níveis de queima, sendo: I - queima total das acículas, locais onde ocorreu incêndio com intensidade muito alta; II - queima parcial das acículas, locais onde ocorreu incêndio com intensidade alta; III - queima superficial de alta intensidade, com crestamento das acículas; IV - queima superficial sem crestamento das acículas. Através da realização do trabalho de campo, foram estimados os seguintes parâmetros do fogo: altura média de queima, intensidade média de queima e altura média de crestamento para cada nível de queima mapeado. Os resultados obtidos confirmaram a relação existente entre esses parâmetros do fogo. Após determinação quantitativa, das áreas queimadas referentes aos níveis de queima, os resultados foram comparados com aqueles obtidos através de fotografias aéreas verticais, onde foram determinadas as áreas exploradas devido a não recuperação das arvores e áreas remanescentes após o incêndio. Na comparação verificou-se uma boa relação dos níveis de queima mapeados utilizando fotografias aéreas oblíquas com as áreas que foram exploradas e as remanescentes. Os dados da cena Landsat 3, referentes a área de estudo, armazenados em fita compatível a computador, foram processados no sistema 1-100 no INPE. Também foi aplicada nos dados a técnica de alongamento de contrastes. Diversas imagens no vídeo do sistema 1-100 foram fotografados em forma de diapositivos. Os diapositivos dos canais 5 e 7 e composições coloridas foram analisados e interpretados ; obteve-se melhores resultados no diapositivo do canal 7 e na composição normal e falsa cor. Os níveis de queima mapeados utilizando os diapositivos foram: A - áreas queimadas em alta intensidade; B - áreas queimadas em intensidade menor. A delimitação da área total queimada, utilizando o canal 7 e duas composições coloridas, quando comparada com o resultado obtido por fotografias aéreas verticais apresentou boa precisão. No mapeamento dos níveis de queima, apenas os diapositivos em composição colorida normal e falsa cor, apresentaram boa equivalência quando comparados com o resultado da fotografia aérea vertical. Os erros quantificados em área com o diapositivo em composição colorida foram de +5,88% e -1,75% respectivamente para os níveis de queima A e B; enquanto que com a falsa cor os erros foram de +7,39% e -5,46%.

A presente pesquisa versa sobre a construção de Tabelas de Volume Individual Total, com e sem casca para a espécie Pinus taeda Lineu, nos principais eixos de reflorestamento do Estado do Paraná. O eixo Palmas-Guarapuava abrange as micro-regiões homogêneas 23 e 24 e compreende os Municípios de Palmas, General Carneiro, Bituruna, Pinhão, Guarapuava, Inácio Martins e Laranjeiras do Sul e o eixo Telêmaco Borba-Sengés abrange as micro-regiões homogêneas 6 e 7, compreendendo os municípios de Sengés, Jaguariaíva, Arapoti, Pirai do Sul, Tibagi e Telêmaco Borba. Foram testados cinco modelos volumétricos, para cada micro-região estudada, bem como para a massa de dados agrupados, gerando vinte e cinco equações volumétricas, sendo que a derivação das equações resultantes foi feita pelo método dos mínimos quadrados. Entre as equações testadas aquela que forneceu, em todas as ocasiões, os melhores resultados foi a gerada pelo modelo volumétrico exponencial proposto por SCHUMACHER-HALL, (vide summarium) sendo que o Erro-Padrão Residual, o índice de Furnival e o Gráfico dos Resíduos foram os principais responsáveis pela eleição da melhor equação, seguidos pelo Coeficiente de Determinação e o F calculado. Após desenvolvidas todas as equações de volume, realizou- se o teste de distribuição dos resíduos ao longo da linha de regressão através do Teste de Probabilidade Associada. Este teste demonstrou que em nove das equações testadas houve tendenciosidade na distribuição desses resíduos, sendo portanto, sumariamente excluídas. Realizou-se também, o Teste de Amplitude Múltipla de Tukey para diferentes números de repetições para as dezesseis equações remanescentes e constatou-se não haver diferença significativa, estatisticamente, entre as equações geradas ao nível de probabilidade de 0,01, o que torna válido o uso de qualquer equação dentro da área coberta por esta pesquisa. Apresentou-se neste trabalho as cinco melhores equações volumétricas testadas para Pinus taeda, com casca, bem como as Tabelas de Volume Total com casca, geradas pelas mesmas.

Orientador : Prof. Dr. Carlos Roberto Sanquetta / Coorientadores : Prof. Dr. Renato Vinicius Oliveira Castro, Prof. Dr. Julio Eduardo Arce / Tese (doutorado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências Agrárias, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Florestal. Defesa: Curitiba, 19/12/2016 / Inclui referências: f. 142-153 / Resumo: Estudos com Redes Neurais Artificiais (RNA) para o gênero Pinus são incipientes no Brasil. O objetivo deste trabalho foi testar as RNA para estimação da altura, volume e afilamento para povoamentos de Pinus taeda L., bem como avaliar sua aplicabilidade e compará-la com os métodos tradicionais de regressão. Para a estimação de altura por regressão e RNA foram utilizados dados de 304 parcelas permanentes, totalizando 2.454 remedições de parcela em plantios de Pinus taeda L. entre 3 e 21 anos, pertencentes à empresa Klabin S.A. No ajuste dos modelos hipsométricos os dados foram estratificados em ano de plantio, totalizando 11 estratos. Para cada estrato foram ajustados 4 modelos hipsométricos, e esses avaliados de acordo com o coeficiente de correlação ajustado (R² ajust), erro padrão da estimativa (Syx%), gráficos de dispersão de resíduos, além de estatísticas complementares como viés (V), média das diferenças absolutas (MD) e desvio padrão das diferenças (DPD). Os melhores modelos aplicados nos dados de validação foram comparados às RNA, que por sua vez foram treinadas no software Statistica 7.0, em que as 20 melhores redes foram aplicadas aos dados sem estratificação. A RNA com melhor desempenho para estimar a altura total foi comparada com o modelo de regressão por estrato. Para avaliar a precisão dos modelos hipsométricos e RNA para a redução da medição das alturas, os dados de ajuste foram reduzidos em 30% e 60%, e ajustados e treinados respectivamente. Para a estimação de volume total com casca e diâmetros e volumes ao longo do fuste e ainda volume total com casca por meio de funções de afilamento, foram utilizadas 212 cubagens de árvores com diâmetro a 1,30 (dap) entre 5 e 45 cm e aplicados o método da RNA e regressão. Na metodologia de ajuste por regressão os dados foram divididos em 4 estratos e para cada estrato ajustado 4 modelos de volume e 4 modelos de afilamento. O treinamento das RNA e seleção dos modelos de regressão foram realizados com a mesma metodologia da relação hipsométrica. As melhores RNA e modelos de regressão aplicados aos dados de validação foram comparados para verificar as melhores estimativas. Na estimativa de altura, modelos de regressão apresentaram melhor desempenho que as RNA para a base de dados total e na redução de até 60%. Na estimativa de volume total com casca os modelos estratificados por regressão apresentaram resultados mais satisfatórios, enquanto na estimativa do diâmetro e volume ao longo do fuste as RNA foram mais precisas. Conclui-se que, para as estimativas de altura e volume total de Pinus taeda, o uso de modelos de regressão é mais adequado especialmente em função da maior facilidade de aplicação. Já para as estimativas de diâmetros e volumes ao longo do fuste, o uso das RNA é mais adequado em razão de sua maior precisão e maior complexidade de ajuste dos modelos de afilamento. Palavras-chave: desempenho, interações não lineares, modelos de regressão. / Abstract: Studies with Artificial Neural Networks (ANN) for the genus Pinus are incipient in Brazil. The main purpose of this work was to test ANN for height, volume and taper estimation for stands of Pinus taeda L., as well as to evaluate its applicability and to compare it with traditional regression methods. For the height estimation by regression and ANN, data from 304 permanent plots were used, totaling 2,454 remeasurements in Pinus taeda L plantations between 3 and 21 years, belonging to the company Klabin S.A. For the hypsometric models the data were stratified in year of planting, totaling 11 strata. For each stratum, 4 hypsometric models were fitted, and these were evaluated according to the adjusted correlation coefficient (R² adjust), standard error of estimative (Syx%), residual scatter plots, as well as complementary statistics, such as bias (V), absolute differences (MD) and standard deviation of differences (DPD). The best models applied in the validation data were compared to ANN trained in the Statistica 7.0 software, in which the 20 best networks were applied to the data without stratification. The best ANN performing to estimate total height was compared with the stratum regression model. To evaluate the accuracy of the hypsometric and ANN models for the height measurements reduction, the data were reduced by 30% and 60%, and adjusted and trained, respectively. For the estimation of the total volume with bark and diameters and volumes along the stem and also total volume with bark by means of tapering functions, 212 trees were scaled with diameter at 1.30 (dbh) between 5 and 45 cm and ANN and regression method was applied. In the regression adjustment method the data were divided into 4 strata and for each stratum adjusted 4 volume models and 4 taper models. The ANN training and regression models selection were performed using the same methodology as the hypsometric relation. The best ANN and regression models applied to the validation data were compared to verify the best estimates. In height estimation, regression models presented better performance than ANN for the total database and data reduction of up to 60%. For the estimation of total volume with bark, the models stratified by regression presented more satisfactory results, whereas for the estimation of diameter and volume along the stem the ANN was more accurate. It was concluded that, for the estimates of height and total volume of Pinus taeda, the use of regression models is more appropriate especially due to the greater ease of application. For the estimation of diameters and volumes along the stem, the use of ANN is more adequate because of the better precision and greater complexity of adjustment of the models of tapering. Keywords: Performance, nonlinear interactions, regression models.

Made available in DSpace on 2015-03-03T11:52:21Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2014-12-02Bitstream added on 2015-03-03T12:07:27Z : No. of bitstreams: 1 000813821.pdf: 2890163 bytes, checksum: d7753452252d8dec8820b3813fd3c697 (MD5) / O setor madeireiro no Brasil representa um forte componente da economia nacional, participando significativamente no Produto Interno Bruto (PIB) brasileiro. O segmento de madeira processada mecanicamente faz parte desse setor e tem a madeira de Pinus como principal espécie florestal plantada destinada ao seu processo produtivo. A madeira serrada desse gênero é usada em larga escala pela indústria madeireira e, devido à presença de defeitos, pode ser classificada em diferentes escalas de qualidade. A Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT) define um padrão para a classificação visual de tábuas de madeira serrada de coníferas. Contudo, a graduação manual em um processo produtivo pode se tornar exaustivo, elevando a falha de classificação. Por essa razão, a automatização do processo de classificação de tábuas de madeira têm um papel importante na evolução tecnológica dos processos produtivos de serrarias. O objetivo desse trabalho foi o desenvolvimento de um sistema de classificação de tábuas de madeira de coníferas usando técnicas de processamento de imagens e aprendizado de máquinas. A partir de imagens de tábuas de madeira de Pinus foram realizados pré-processamentos, de maneira que as imagens fossem subdivididas em imagens menores. Em seguida foram extraídas as principais informações da imagem por meio de técnicas de análise de cor, usando o percentil das bandas de cor, e de textura, usando wavelet de Gabor. Essas informações foram usadas para criar modelos de classificação dos defeitos da tábua a partir do aprendizado de máquinas SVM – Support Vector Machine e redes neurais, onde cada imagem foi classificada como sendo madeira limpa (com ausência de defeitos) ou com nó ... / The Brazilian timber sector is a strong national economy component, participating significantly in the Brazilian Gross Domestic Product (GDP). The mechanically processed wood segment is part of this sector and has Pinus wood as the main tree species intended for their production process. The Pinus timber is extensively used by the industry and can be classified in different quality scales, depending on the presence of defects. The Brazilian Association of Technical Standards (ABNT) defines a standard for the visual grading of sawn wood of softwood. However, manual degree in a productive process can become exhausting, bringing the fault classification. For this reason, automation of the classification process of wooden boards plays an important role in the technological development in sawmill production process. The aim of this study was to develop a classification system of boards of softwood using techniques of image processing and machine learning. The boards images of wood planks preprocessing were performed so that the images were subdivided into smaller images. Then we extracted the main image information through color analysis techniques, using the percentiles of bands of color, and texture, using Gabor wavelet. This information was used to create a classification model of the board defects from the machine learning SVM - Support Vector Machine and neural networks, where each image was classified as clean wood (no defects) and with knot. The consolidation of defects identified on board served as the basis for creating models of quality grade board through the learning SVM, neural networks and the C5.0 algorithm. The machine learning SVM and neural network applied to 32x32 images showed an ...

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