A quantificação de recursos florestais é usada para fins diversos nas ciências naturais, e depende da obtenção de dados de campo de forma precisa e rápida, e o inventário florestal tem se valido principalmente de trabalho humano manual para este fim. A tecnologia LiDAR, baseada em sistemas a laser, permite a coleta desses dados por meio da representação tridimensional do ambiente e a geração de informações espacialmente precisas dos objetos que o compõe. O sistema de varredura laser terrestre (terrestrial laser scanning - TLS) aplica essa tecnologia sob abordagem terrestre, e assim pode ser usada na representação 3D de florestas e ambientes naturais. Devido a crescente número de estudos nesse tópico atualmente o sistema TLS é capaz de fornecer métricas florestais básicas com elevada exatidão, como densidade de plantio e diâmetro à altura do peito, além de informações não obtidas pelo inventário florestal padrão, como estimativa da biomassa e índice de área foliar, entre outros. Este trabalho tem por objetivo a avalição da capacidade do sistema TLS em fornecer com exatidão métricas de árvores individuais selecionadas em dois povoamentos florestais localizados no sudeste do Brasil. Árvores de Eucalyptus sp. (n = 6) e Pinus elliottii var. elliottii (n = 5) foram submetidas à varredura e os valores obtidos pelo mapeamento 3D foram comparados com dados medidos em campo manualmente. Os resultados encontrados mostram que o algoritmo empregado na filtragem dos troncos foi eficiente no isolamento dos fustes de árvores individuais até a altura total das árvores amostradas, enquanto que o algoritmo para modelagem do tronco filtrado foi capaz de fornecer medidas de diâmetro até 50% da altura total das amostras. A exatidão das medidas de DAP pelos dados TLS foi de 0,91 cm e 2,77 cm (REQM) para Eucalyptus e Pinus, respectivamente. Os diâmetros ao longo do fuste tiveram mais exatidão no Eucalyptus (REQM = 2,75 cm e r = 0,77) do que no Pinus (REQM = 3,62 cm e r = 0,86), resultados condizentes com os encontrados em literatura. A exatidão da estimativa dos diâmetros diminuiu ao longo do fuste. O autor sugere que a influência de vento forte no momento da varredura pode ter interferido na qualidade das nuvens de pontos em relação a ruídos e na exatidão dos modelos de obtenção de diâmetros. A partir destes resultados conclui-se que, para as características ambientais e parâmetros de varreduras apresentados, o sistema TLS foi capaz de fornecer dados com exatidão aceitável, e mais estudos devem ser conduzidos buscando o entendimento e mitigação de efeitos que podem dificultar a obtenção de dados precisos nos estratos superiores do dossel florestal. / Forest resources assessment is used for diverse purposes on natural sciences, and relies on field data acquisition in fast and precise ways, and forest inventory has been relying mainly on manual human labor for that. LiDAR technology, which is based on a laser system, allows for these data acquisition through 3D representation of surroundings and the generation of espacially precise information about the objetcs within. Terrestrial laser scanning - TLS - applies this technology in a land approach, thus it can be used on the 3D representation of forests and natural scenes. Due to increasing number of studies on this subject nowadays TLS system is capable of giving basic forest metrics with high precision, as for plant density and diameter at breast height, besides information not obtained by standard inventory procedures, as biomass estimation and leaf área index, among others. This work aims the assessment of TLS capability on giving precise metrics of individual trees located at two forest stands in southeastern Brazil. Trees of Eucalyptus sp. (n = 6) and Pinus elliottii var. elliottii (n = 5) were scanned and the numbers obtained by 3D mapping were compared to manually measured field data. The results found show that the algorithms used on trunk filtration were efficient on individual trees stem isolation until total height of measured trees, while the trunk modelling algorithm was capable of giving diameters until 50% of samples total height. The precision of DBH measurements by TLS data was 0,91 cm and 2,77 cm (RMSE) for Eucalyptus and Pinus, respectivelly. Diameters along the stem were more preciselly estimated for Eucalytus trees (RMSE = 2,75 cm and r = 0,77) than for Pinus trees (RMSE = 3,62 cm and r = 0,86), results consistente with literature. The precision of diameters estimation diminished along the stem. The author suggests that the influence of intense wind by the time of scanning can have interfered on cloud point quality in the terms of noises and thus on the precision of diameter estimation modelling. From these results one can conclude that, considering the environmental aspects and scanning parameters presented, TLS system was capable on giving data with acceptable precision, and more studies must be carried searching for understanding and mitigation of effects that can difficult precise data acquisition on upper forest strata.

A quantificação de recursos florestais é usada para fins diversos nas ciências naturais, e depende da obtenção de dados de campo de forma precisa e rápida, e o inventário florestal tem se valido principalmente de trabalho humano manual para este fim. A tecnologia LiDAR, baseada em sistemas a laser, permite a coleta desses dados por meio da representação tridimensional do ambiente e a geração de informações espacialmente precisas dos objetos que o compõe. O sistema de varredura laser terrestre (terrestrial laser scanning - TLS) aplica essa tecnologia sob abordagem terrestre, e assim pode ser usada na representação 3D de florestas e ambientes naturais. Devido a crescente número de estudos nesse tópico atualmente o sistema TLS é capaz de fornecer métricas florestais básicas com elevada exatidão, como densidade de plantio e diâmetro à altura do peito, além de informações não obtidas pelo inventário florestal padrão, como estimativa da biomassa e índice de área foliar, entre outros. Este trabalho tem por objetivo a avalição da capacidade do sistema TLS em fornecer com exatidão métricas de árvores individuais selecionadas em dois povoamentos florestais localizados no sudeste do Brasil. Árvores de Eucalyptus sp. (n = 6) e Pinus elliottii var. elliottii (n = 5) foram submetidas à varredura e os valores obtidos pelo mapeamento 3D foram comparados com dados medidos em campo manualmente. Os resultados encontrados mostram que o algoritmo empregado na filtragem dos troncos foi eficiente no isolamento dos fustes de árvores individuais até a altura total das árvores amostradas, enquanto que o algoritmo para modelagem do tronco filtrado foi capaz de fornecer medidas de diâmetro até 50% da altura total das amostras. A exatidão das medidas de DAP pelos dados TLS foi de 0,91 cm e 2,77 cm (REQM) para Eucalyptus e Pinus, respectivamente. Os diâmetros ao longo do fuste tiveram mais exatidão no Eucalyptus (REQM = 2,75 cm e r = 0,77) do que no Pinus (REQM = 3,62 cm e r = 0,86), resultados condizentes com os encontrados em literatura. A exatidão da estimativa dos diâmetros diminuiu ao longo do fuste. O autor sugere que a influência de vento forte no momento da varredura pode ter interferido na qualidade das nuvens de pontos em relação a ruídos e na exatidão dos modelos de obtenção de diâmetros. A partir destes resultados conclui-se que, para as características ambientais e parâmetros de varreduras apresentados, o sistema TLS foi capaz de fornecer dados com exatidão aceitável, e mais estudos devem ser conduzidos buscando o entendimento e mitigação de efeitos que podem dificultar a obtenção de dados precisos nos estratos superiores do dossel florestal. / Forest resources assessment is used for diverse purposes on natural sciences, and relies on field data acquisition in fast and precise ways, and forest inventory has been relying mainly on manual human labor for that. LiDAR technology, which is based on a laser system, allows for these data acquisition through 3D representation of surroundings and the generation of espacially precise information about the objetcs within. Terrestrial laser scanning - TLS - applies this technology in a land approach, thus it can be used on the 3D representation of forests and natural scenes. Due to increasing number of studies on this subject nowadays TLS system is capable of giving basic forest metrics with high precision, as for plant density and diameter at breast height, besides information not obtained by standard inventory procedures, as biomass estimation and leaf área index, among others. This work aims the assessment of TLS capability on giving precise metrics of individual trees located at two forest stands in southeastern Brazil. Trees of Eucalyptus sp. (n = 6) and Pinus elliottii var. elliottii (n = 5) were scanned and the numbers obtained by 3D mapping were compared to manually measured field data. The results found show that the algorithms used on trunk filtration were efficient on individual trees stem isolation until total height of measured trees, while the trunk modelling algorithm was capable of giving diameters until 50% of samples total height. The precision of DBH measurements by TLS data was 0,91 cm and 2,77 cm (RMSE) for Eucalyptus and Pinus, respectivelly. Diameters along the stem were more preciselly estimated for Eucalytus trees (RMSE = 2,75 cm and r = 0,77) than for Pinus trees (RMSE = 3,62 cm and r = 0,86), results consistente with literature. The precision of diameters estimation diminished along the stem. The author suggests that the influence of intense wind by the time of scanning can have interfered on cloud point quality in the terms of noises and thus on the precision of diameter estimation modelling. From these results one can conclude that, considering the environmental aspects and scanning parameters presented, TLS system was capable on giving data with acceptable precision, and more studies must be carried searching for understanding and mitigation of effects that can difficult precise data acquisition on upper forest strata.

Submitted by Claudia Rocha (claudia.rocha@udesc.br) on 2017-12-14T12:14:47Z No. of bitstreams: 1 PGEF17MA076.pdf: 1708102 bytes, checksum: 322df030779727eab396b8c422e27499 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-12-14T12:14:47Z (GMT). No. of bitstreams: 1 PGEF17MA076.pdf: 1708102 bytes, checksum: 322df030779727eab396b8c422e27499 (MD5) Previous issue date: 2017-02-24 / PROMOP / CAPES / Through the morphometric indices one can infer about the necessary space that the species needs to develop, maintain its growth and production rates. Allied to this, diametric growth information can portray competition in a stand, indicating the need for management practices. Objective of the proposed study to analyze the morphometry and behavior of the development and diametric increase of Araucária angustifolia through dendrochronology. In addition, data collected in the field were compared with information generated by cloud of points captured by the terrestrial Laser scanner equipment. For an analysis of the morphometry data were collected from 121 individual trees, for the purpose 127 samples and how to evaluate the information Laser 18 individuals sampled. Araucarias belong to two sites in the municipality of São José do Cerrito, in Santa Catarina. (Dc), height (h), crown height (Hc), crown radius (Rc), crown length (Cc), crown diameter (IS), the degree of slenderness (GE), the formal crown (Fc), crown ratio (Pc%), crown area (Ac) and sociological position (s) In addition to removal of increment rolls. For the morphometric relationships, 11 significant correlations were obtained and as 5 higher correlations (Dap, hic, Cc, Dc, Pc%, IA and GE) were adjusted for their determination, logarithmic E. A covariance analysis was found to exist in the morphometric relationships evaluated for each case sampled. (PS2) 0.223 m2 and dominated (PS3) 0.356 m2. For site 2, PS1 had a mean of 0.381 m2, PS2 0.360 m2 and PS3 0.300 m2. The study showed that IPAd is correlated with canopy characteristics, being a hic, Cc, Pc (%) and GE. A means of communication between variable, dendrometric and morphological means, by traditional methods of measurement and captured by Laser station, did not present significant difference between them. However, the methodologies proposed in literature are susceptible to failures, mainly, by the influence of points that do not correspond to the surface of the tree. However, the shape of the crown for each class of Dap showed that the species has different contours throughout its development stage, characterizing a conical cup in the juvenile phase, and with a maturity or shape tend to be configured in a flat way, or Then identifying a shape of umbel. For the methodologies to be comprehensive for a species, the case studies are as follows, the analyzes are welcome, the diametral amplitude is greater for the inferences, besides evaluating the viability of the images generated by the Scanning terrestrial laser scanner in the Forest mensuration / Através dos índices da morfometria pode-se inferir sobre o espaço necessário que determinada espécie necessita para se desenvolver, manter suas taxas de crescimento e produção. Aliado a isso, informações de crescimento diamétrico conseguem retratar quadro de competição em um povoamento, indicando a necessidade de práticas de manejo. O objetivo do estudo proposto foi analisar a morfometria e o comportamento do desenvolvimento e incremento diamétrico de Araucaria angustifolia através da dendrocronologia. Além disso, foram comparados dados coletados em campo com informações geradas pela nuvem de pontos captada pelo equipamento Laser scanner terrestre. Para a análise da morfometria foram coletados dados de 121 árvores individuais, para incremento foram utilizadas 127 árvores e para avaliar as informações Laser 18 indivíduos amostrados. As araucárias pertenciam a dois sítios no município de São José do Cerrito, em Santa Catarina. Foram mensuradas as variáveis: diâmetro a altura do peito (Dap), altura (h), altura de início de copa (hic), raio de copa (Rc), comprimento de copa (Cc), diâmetro de copa (Dc), índice de abrangência (IA), índice de saliência (IS), grau de esbeltez (GE), formal de copa (Fc), proporção de copa (Pc%), área de copa (Ac) e a posição sociológica (s) de cada indivíduo, além da retirada de rolos de incremento. Para as relações morfométricas obteve-se 11 correlações significativas e para as 5 maiores correlações (Dap, hic, Cc, Dc, Pc%, IA e GE) foram ajustados modelos para sua determinação, sendo caracterizados com distribuição gama e normal, e funções identidade e logarítmica. A análise de covariância demonstrou existir diferenças nas relações morfométricas avaliadas para cada sítio amostrado. Para a análise do incremento periódico anual em diâmetro (IPAd), o sítio 1, em árvores dominantes (PS1) teve média de 0,235 m2, codominantes (PS2) 0,223 m2 e dominadas (PS3) 0,356 m2. Para o sitio 2, PS1 teve média de 0,381 m2, PS2 0,360 m2 e PS3 0,300 m2. O estudo mostrou que IPAd está correlacionado com as características da copa, sendo elas, a hic, Cc, Pc(%) e o GE. A comparação entre as médias das variáveis dendrométricas e morfométricas, pelos métodos de mensuração, tradicional e captado pela estação Laser, não apresentaram diferença significativa entre si. Porém, as metodologias propostas em literatura estão suscetíveis a falhas, principalmente, pela influência de pontos que não correspondem a superfície da árvore. Já para o formato da copa para cada classe de Dap mostrou que a espécie possui diferentes contornos ao longo do seu estágio de desenvolvimento, caracterizando uma copa cônica na fase juvenil, e com a maturidade o formato tende a configurar-se de maneira plana, ou então identificando uma forma de umbela. Para que as metodologias sejam abrangentes a espécie, são necessários estudos que incluem diferentes sítios amostrais, bem como, uma amplitude diamétrica maior para gerar inferências, além de avaliar a viabilidade do uso de imagens geradas pela varredura Laser scanner terrestre na mensuração florestal