Signal crayfish are an internationally widespread invasive species that can have important detrimental ecological impacts. This thesis aims to determine whether signal crayfish have the potential to also impact the physical environment in rivers. A series of experiments were undertaken in purpose-built still-water aquaria using a laser scanner to obtain Digital Elevation Models (DEMs) of narrowly-graded gravel surfaces before and after exposure to crayfish. The difference between DEMs was used to quantify volumetric changes in surface topography due to crayfish activity. Two distinct types of topographic change were identified. The first was the construction of pits and mounds which resulted in an increase in surface roughness and grain exposure. The second was the rearrangement of surface material caused by crayfish brushing past grains when walking and foraging, reorientating grains and altering friction angles. A series of 80 flume runs were undertaken to quantify alterations made by crayfish to water-worked, as well as loose, gravel substrates at low velocity flows. Crayfish significantly altered the structure of water-worked substrates, reversing the imbrication of surface grains to a more random arrangement. Surfaces were entrained at a relatively high velocity flow subsequent to crayfish activity in order to directly link topographic and structural alterations to substrate stability. Nearly twice as many grains were mobilised from surfaces which had been disturbed by crayfish in comparison to control surfaces that were not exposed to crayfish. A field investigation aimed to determine the potential significance of the geomorphic impact of crayfish in rivers. Signal crayfish were tracked through a 20 m reach of a small, lowland alluvial river for 150 days using a Passive Integrated Transponder (PIT) system. Crayfish were active throughout the channel, although their activity became limited as water temperature dropped and flow stage increased. Substrate was not an important determinant of crayfish activity at this scale. Instead, crayfish tended to be found along the inner bank of a meander bend where there was a substantial cover of macrophytes. Consequently, signal crayfish were active for extended periods on substrates of a similar size to those that they could disturb in flume experiments. These results suggest that signal crayfish could have important geomorphic effects in rivers, disturbing bed structures and increasing the mobility of coarse material. This may have important implications for both the management of some rivers and benthic organisms that reside on the river bed.

A calibração de instrumento é reconhecida como um importante processo para a garantia de qualidade de dados obtidos a partir de um laser scanner terrestre (TLS). Um aspecto importante na garantia da qualidade de nuvem de pontos tridimensionais capturadas com instrumentos TLS é a calibração geométrica. Erros sistemáticos inerentes aos instrumentos, se não corrigidos, podem degradar a acurácia da nuvem de pontos obtida pelo scanner. A modelagem destes erros sistemáticos e o uso de metodologias de calibração para estimativa dos coeficientes do modelo permitem quantificar e avaliar a qualidade e a acurácia dos sistemas lasers scanners terrestres. Identificar os diferentes erros inerentes ao equipamento ou ao processo de medição é um fator de grande importância para certificá-los, comprovando sua conformidade com a precisão nominal definida pelos fabricantes. Esta dissertação apresenta propostas de diferentes metodologias para aferição e calibração de laser scanners terrestres. A primeira metodologia refere-se à auto-calibração de TLS que permite obter os parâmetros de calibração referentes aos erros sistemáticos de distância (??), colimação (?C), direção horizontal (??) e o erro de índice vertical (??). Dois equipamentos foram submetidos à auto-calibração, um equipamento novo, recém-fabricado, modelo Faro Focus 3D X330, que foi utilizado como referência, e um equipamento antigo, modelo Faro Photon 80, que devido ao tempo de constante uso foi submetido à aferição. Os resultados comprovaram a eficiência da metodologia de auto-calibração na determinação dos parâmetros de correção sistemática adicional, indicando que o scanner novo apresentou resultados dentro das especificações e o modelo antigo, resultados acima dos valores de precisão definidos pelo fabricante. Visando facilitar os procedimentos de campo e escritório para fins de calibração de TLS foram propostas duas metodologias com a utilização de peças fabricadas para uso no presente trabalho, visando a obtenção da acurácia tridimensional de um TLS. A primeira consiste na utilização de uma placa de aço com nove furos sobre os quais são alojadas nove esferas de poliacetal. A segunda consiste na utilização de um sistema tridimensional de planos perpendiculares, através do qual pode-se obter a acurácia 3D do TLS. Os resultados obtidos comprovam a eficiência das duas metodologias propostas, aplicadas em procedimentos de calibração em laboratório utilizando varreduras em equipamentos de curto alcance. Por fim foram realizados testes para determinação dos parâmetros de calibração relativos ao erro de zero ou constante aditiva, o erro de escala e o erro cíclico em linhas bases de calibração EDM, utilizando-se a rede de pilares da USP. Os resultados comprovam a necessidade de contar com distâncias entre pilares menores para utilização em TLS de curto alcance, porém, para laser scanners com maior autonomia de distância se mostrou um método eficiente. / Instrument calibration is recognized as an important process for quality assurance of data obtained from a terrestrial laser scanner (TLS). An important aspect in ensuring the quality of three-dimensional point cloud captured with TLS instruments is geometric calibration. Systematic errors inherent in the instruments, if not corrected, can degrade the accuracy of the cloud of points obtained by the scanner. The modeling of these systematic errors and the use of calibration methodologies to estimate the coefficients of the model allow quantifying and evaluating the quality and accuracy of the laser systems. Identifying the different errors inherent in the equipment or the measurement process is a factor of great importance to certify them, proving their conformity with the nominal precision defined by the manufacturers. This dissertation presents proposals of different methodologies for calibration of terrestrial laser scanners. The first methodology refers to TLS self-calibration, which allows to obtain the calibration parameters for systematic errors of distance (??), collimation (?C), horizontal direction (??) and vertical index error (??). Two devices were submitted to self-calibration, a new, newly manufactured Faro Focus 3D X330 model, which was used as reference, and an old equipment, Faro Photon 80 model, which due to the time of constant use was subjected to the calibration . The results proved the efficiency of the self-calibration methodology in determining the additional systematic correction parameters, indicating that the new scanner presented results within the specifications and the old model, values above the precision values defined by the manufacturer. In order to facilitate the field and office procedures for TLS calibration purposes, two methodologies were proposed with the use of prefabricated parts to obtain the three-dimensional accuracy of a TLS. The first proposes the use of a steel plate with nine holes on which are housed nine spheres of polyacetal. The second refers to the use of a three-dimensional system of perpendicular planes, where from the point cloud of the different planes the 3D accuracy of the TLS can be obtained. The results obtained prove the efficiency of the two proposed methodologies, applied in laboratory calibration procedures using short-range scans. Finally, tests were carried out to determine the calibration parameters related to the error of zero or additive constant, the scale error and the cyclic error in EDM calibration baselines, using the USP\'s network of columns. The results confirm the need for adequacy of the distance between columns for use in short-range TLS, but for laser scanners with greater distance autonomy an efficient method was shown.

O comportamento geomecânico de túneis em rocha é fortemente influenciado pelas estruturas geológicas (descontinuidades) presentes no maciço. Do ponto de vista geométrico, estas estruturas são caracterizadas por parâmetros que descrevem suas orientações, frequências e comprimentos. Estes parâmetros, na maioria dos casos, são determinados em campanhas de campo, com bússola geológica e trena. Entretanto, limitações de tempo e acesso dificultam a execução destes trabalhos, impossibilitando a obtenção de números elevados de dados, que possibilitam análises estatísticas mais complexas. Para superar estas dificuldades, no presente estudo, o mapeamento das descontinuidades foi realizado em imagens do túnel Monte Seco, pertencente a Estrada de Ferro Vitória Minas (EFVM), obtidas por scanner a laser 3D. Neste mapeamento, tanto a orientação, quanto a posição e o comprimento dos traços das descontinuidades foram determinados com boa precisão, possibilitando a verificação da distribuição da intensidade de fraturamento de diferentes trechos, ao longo do túnel. Utilizando estes trechos diferenciados pela intensidade de fraturamento, foram elaboradas análises estatísticas mais complexas e adequadas (por janelas de amostragem e linhas de varredura) para determinação da orientação, comprimento médio dos traços e espaçamentos médios das famílias de descontinuidades. Com os parâmetros geométricos das descontinuidades, o modelo probabilístico de blocos rígidos foi construído, utilizando o software 3DEC. Assim, os parâmetros mecânicos das descontinuidades foram estimados utilizando correlações empíricas (a partir de descrições do maciço rochoso realizadas em mapeamentos geológicos por dentro do túnel), além de alguns ensaios de campo e laboratório. As análises com este modelo foram executadas para verificação da queda de blocos, e comparadas com as seções atuais do túnel. Os resultados indicaram que diferentes critérios de ruptura devem ser utilizados para diferentes tipos de descontinuidades (fraturas e foliação), e evidenciaram a importância de estimativas mais coerentes de parâmetros geométricos das descontinuidades nos resultados finais das análises. / The geomechanical behaviour of rock tunnels is strongly influenced by geological structures in the rock mass. Rock discontinuities are geometrically characterized by parameters that describes their orientations, frequency and lengths. In most cases, these parameters are determined in field inspections, using geological compass and measuring tapes. However, timeframes and access limitation hinder this procedure, making it impossible to obtain large amount of data that allow complex statistical analysis. To overcome these difficulties, here the discontinuity mapping was performed using images of the Monte Seco tunnel, obtained by 3D terrestrial laser scanning. In this case, the orientation, position and trace length of each discontinuity was determined with precision, allowing the verification of the fracture intensity distribution in different parts of the tunnel. Using these parts (differentiated by its fracture intensities), statistical analyses were performed, using sampling windows and scanlines, in order to determine the orientation mean trace length and spacing of discontinuity sets. Once the geometrical parameters of discontinuity sets were determined, a probabilistic model of rigid blocks was generated, using the 3DEC software. Thus, the mechanical parameters of discontinuity sets were estimated by empirical correlations (performed using descriptions of the rock mass obtained during geological inspections in the tunnel), and some laboratory and field tests. The analyses with this model were performed to verify the instability of blocks (block falls), and compared with actual cross sections of the tunnel. The results indicate that different failure criteria must be used for different discontinuity types (fractures and foliation), and revealed the importance of consistent estimated of geometrical parameters of discontinuity sets.

A Área de Proteção Ambiental do Banhado Grande na Bacia Hidrográfica do rio Gravataí, inserida na região metropolitana de Porto Alegre, abriga uma extensa Área Úmida em sua porção central. A partir de técnicas de Sensoriamento Remoto e Geoprocessamento para a análise das variáveis físicas como, geologia, cota altimétrica, pedologia e índices de vegetação como o NDVI e o NDWI, foi possível classificar compartimentos de Unidades de Paisagem associados às Áreas Úmidas em: Unidade de Paisagem Turfeira e Unidade de Paisagem / Planície de Inundação. A delimitação destas áreas, visa o planejamento do uso racional destes ambientes para a sua manutenção e preservação. No início da década de 1970, um trecho do rio Gravataí foi canalizado, com objetivo de drenar as Áreas Úmidas e viabilizar a expansão das áreas de cultivo do arroz, esta intervenção ocasionou um processo erosivo em forma de voçoroca no Banhado Grande, no município de Glorinha. A partir de uma série temporal de imagens satelitais foi possível mapear e quantificar a evolução do processo erosivo da voçoroca entre os anos de 2003 a 2015. Os resultados do mapeamento mostraram um aumento de quatro vezes na área da voçoroca de 2909,62 m² em 2003 para 12097,70 m² em 2015. No mapeamento da voçoroca e no monitoramento dos processos erosivos no banhado foram o uso das técnicas como: a) monitoramento por estaqueamento; b) mapeamento por imagens de satélite; b) mapeamento por varredura de Laser Scanner Terrestre. O Laser Scanner Terrestre mostrou-se uma ferramenta potencial para o mapeamento da voçoroca em virtude de sua alta precisão e rapidez na coleta de dados no campo, gerando modelos digitais de elevação com alta precisão. O uso do modelo permitiu identificar áreas de erosão deposição e de sedimentos, a partir do perfil topográfico. É necessário o monitoramento contínuo do processo erosivo na área do Banhado Grande, combinando métodos para modelar a sua dinâmica. Essas ferramentas de apoio são fundamentais para a elaboração do Plano de Manejo e estudos que visam a restauração das Áreas Úmidas do rio Gravataí. / The Banhado Grande Environmental Protected Area in the Gravataí river basin, located in the metropolitan area of Porto Alegre, has an extensive wetland area in its central portion. From remote sensing and geoprocessing techniques for the analysis of physical variables such as geology, topography, pedology and vegetation indices such as NDVI and NDWI, it was possible to classify compartments of Landscape Units associated to Wetlands in: Peat Landscape Unit and Landscape Unit / Flood Plain. The delimitation of these areas, aims at planning the rational use of these environments for their maintenance and preservation. In the beginning of the 1970s, a section of the Gravataí river was channeled, with the objective of draining the wetlands and making possible the expansion of rice cultivation areas, this intervention caused an erosive process in the form of gully in Banhado Grande, in the municipality of Glorinha. From a time series of satellite images, it was possible to map and quantify the evolution of the erosion process of the voçoroca between the years 2003 to 2015. The results of the mapping showed a significant increase in the gully of 2909.62 m² in 2003 to 12097.70 m² in 2015. In the mapping of gully and in the monitoring of the erosive processes in the swamp, were used techniques such as: a) stacking monitoring; b) mapping by satellite images; b) scanning mapping of terrestrial Laser Scanner. The terrestrial Laser Scanner has proved to be a potential tool for the mapping of the gully because of its high precision and rapid data collection in the field, generating digital elevation models with high precision. The use of the model allowed identifying areas of erosion deposition and sediment from the topographic profile. It is necessary, however, to choose suitable techniques for the continuous monitoring of the erosive process in the area of the Grande Banhado, combining methods to model the dynamics. These support tools are fundamental for the elaboration of the Management Plan and studies that aim at the restoration of the wetlands of the Gravataí river flood plain.

O comportamento geomecânico de túneis em rocha é fortemente influenciado pelas estruturas geológicas (descontinuidades) presentes no maciço. Do ponto de vista geométrico, estas estruturas são caracterizadas por parâmetros que descrevem suas orientações, frequências e comprimentos. Estes parâmetros, na maioria dos casos, são determinados em campanhas de campo, com bússola geológica e trena. Entretanto, limitações de tempo e acesso dificultam a execução destes trabalhos, impossibilitando a obtenção de números elevados de dados, que possibilitam análises estatísticas mais complexas. Para superar estas dificuldades, no presente estudo, o mapeamento das descontinuidades foi realizado em imagens do túnel Monte Seco, pertencente a Estrada de Ferro Vitória Minas (EFVM), obtidas por scanner a laser 3D. Neste mapeamento, tanto a orientação, quanto a posição e o comprimento dos traços das descontinuidades foram determinados com boa precisão, possibilitando a verificação da distribuição da intensidade de fraturamento de diferentes trechos, ao longo do túnel. Utilizando estes trechos diferenciados pela intensidade de fraturamento, foram elaboradas análises estatísticas mais complexas e adequadas (por janelas de amostragem e linhas de varredura) para determinação da orientação, comprimento médio dos traços e espaçamentos médios das famílias de descontinuidades. Com os parâmetros geométricos das descontinuidades, o modelo probabilístico de blocos rígidos foi construído, utilizando o software 3DEC. Assim, os parâmetros mecânicos das descontinuidades foram estimados utilizando correlações empíricas (a partir de descrições do maciço rochoso realizadas em mapeamentos geológicos por dentro do túnel), além de alguns ensaios de campo e laboratório. As análises com este modelo foram executadas para verificação da queda de blocos, e comparadas com as seções atuais do túnel. Os resultados indicaram que diferentes critérios de ruptura devem ser utilizados para diferentes tipos de descontinuidades (fraturas e foliação), e evidenciaram a importância de estimativas mais coerentes de parâmetros geométricos das descontinuidades nos resultados finais das análises. / The geomechanical behaviour of rock tunnels is strongly influenced by geological structures in the rock mass. Rock discontinuities are geometrically characterized by parameters that describes their orientations, frequency and lengths. In most cases, these parameters are determined in field inspections, using geological compass and measuring tapes. However, timeframes and access limitation hinder this procedure, making it impossible to obtain large amount of data that allow complex statistical analysis. To overcome these difficulties, here the discontinuity mapping was performed using images of the Monte Seco tunnel, obtained by 3D terrestrial laser scanning. In this case, the orientation, position and trace length of each discontinuity was determined with precision, allowing the verification of the fracture intensity distribution in different parts of the tunnel. Using these parts (differentiated by its fracture intensities), statistical analyses were performed, using sampling windows and scanlines, in order to determine the orientation mean trace length and spacing of discontinuity sets. Once the geometrical parameters of discontinuity sets were determined, a probabilistic model of rigid blocks was generated, using the 3DEC software. Thus, the mechanical parameters of discontinuity sets were estimated by empirical correlations (performed using descriptions of the rock mass obtained during geological inspections in the tunnel), and some laboratory and field tests. The analyses with this model were performed to verify the instability of blocks (block falls), and compared with actual cross sections of the tunnel. The results indicate that different failure criteria must be used for different discontinuity types (fractures and foliation), and revealed the importance of consistent estimated of geometrical parameters of discontinuity sets.

Georeferencing is an important task in terrestrial laser scanning (TLS) applications. It means transformation of the 3D data (point clouds) into an external coordinate system so that it can be combined with other spatial data. The aim of this study is to investigate the accuracy and precision of real-time updated free station (RUFS) as a georeferencing method in TLS applications, and to evaluate its efficiency. The RUFS is used in total station surveys, implies determination of the instrument position and orientation based on measurements of two or more backsight targets, whose coordinates are determined with Real Time Kinematic (RTK) GNSS. The field surveying was carried out in May and June 2010. A control point was established based on static GNSS measurements in order to have reference data to evaluate the accuracy of station coordinates. Three different configurations of 10 backsight targets were tested: the targets were evenly spread over the sectors of 200 and 100 gon on one arc and 100 gon on two arcs. The measurements were repeated ten times for each configuration. The precision and accuracy of the station position were then derived by processing the surveying data. The results show that with increasing the number of backsight points from 2 to 10, the planimetric precision of the station position improved from 6 to 3 mm; the height precision was at the level of 3−5 mm. The accuracy of the station position improved from 10 to 2 mm in planimetry, and from 28 to 11 mm in height. The time expense for one set of measurements with RUFS was approximately 15 minutes.

LiDAR (Light Detection and Ranging) directly measures canopy vertical structures, and provides an effective remote sensing solution to accurate and spatiallyexplicit mapping of forest characteristics, such as canopy height and Leaf Area Index. However, many factors, such as large data volume and high costs for data acquisition, precludes the operational and practical use of most currently available LiDARs for frequent and large-scale mapping. At the same time, a growing need is arising for realtime remote sensing platforms, e.g., to provide timely information for urgent applications. This study aims to develop an airborne profiling LiDAR system, featured with on-the-fly data processing, for near real- or real- time forest inventory. The development of such a system involves implementing the on-board data processing and analysis as well as building useful regression-based models to relate LiDAR measurements with forest biophysical parameters. This work established a paradigm for an on-the-fly airborne profiling LiDAR system to inventory regional forest resources in real- or near real- time. The system was developed based on an existing portable airborne laser system (PALS) that has been previously assembled at NASA by Dr. Ross Nelson. Key issues in automating PALS as an on-the-fly system were addressed, including the design of an archetype for the system workflow, the development of efficient and robust algorithms for automatic data processing and analysis, the development of effective regression models to predict forest biophysical parameters from LiDAR measurements, and the implementation of an integrated software package to incorporate all the above development. This work exploited the untouched potential of airborne laser profilers for realtime forest inventory, and therefore, documented an initial step toward developing airborne-laser-based, on-the-fly, real-time, forest inventory systems. Results from this work demonstrated the utility and effectiveness of airborne scanning or profiling laser systems for remotely measuring various forest structural attributes at a range of scales, i.e., from individual tree, plot, stand and up to regional levels. The system not only provides a regional assessment tool, one that can be used to repeatedly, remotely measure hundreds or thousands of square kilometers with little/no analyst interaction or interpretation, but also serves as a paradigm for future efforts in building more advanced airborne laser systems such as real-time laser scanners.

A Área de Proteção Ambiental do Banhado Grande na Bacia Hidrográfica do rio Gravataí, inserida na região metropolitana de Porto Alegre, abriga uma extensa Área Úmida em sua porção central. A partir de técnicas de Sensoriamento Remoto e Geoprocessamento para a análise das variáveis físicas como, geologia, cota altimétrica, pedologia e índices de vegetação como o NDVI e o NDWI, foi possível classificar compartimentos de Unidades de Paisagem associados às Áreas Úmidas em: Unidade de Paisagem Turfeira e Unidade de Paisagem / Planície de Inundação. A delimitação destas áreas, visa o planejamento do uso racional destes ambientes para a sua manutenção e preservação. No início da década de 1970, um trecho do rio Gravataí foi canalizado, com objetivo de drenar as Áreas Úmidas e viabilizar a expansão das áreas de cultivo do arroz, esta intervenção ocasionou um processo erosivo em forma de voçoroca no Banhado Grande, no município de Glorinha. A partir de uma série temporal de imagens satelitais foi possível mapear e quantificar a evolução do processo erosivo da voçoroca entre os anos de 2003 a 2015. Os resultados do mapeamento mostraram um aumento de quatro vezes na área da voçoroca de 2909,62 m² em 2003 para 12097,70 m² em 2015. No mapeamento da voçoroca e no monitoramento dos processos erosivos no banhado foram o uso das técnicas como: a) monitoramento por estaqueamento; b) mapeamento por imagens de satélite; b) mapeamento por varredura de Laser Scanner Terrestre. O Laser Scanner Terrestre mostrou-se uma ferramenta potencial para o mapeamento da voçoroca em virtude de sua alta precisão e rapidez na coleta de dados no campo, gerando modelos digitais de elevação com alta precisão. O uso do modelo permitiu identificar áreas de erosão deposição e de sedimentos, a partir do perfil topográfico. É necessário o monitoramento contínuo do processo erosivo na área do Banhado Grande, combinando métodos para modelar a sua dinâmica. Essas ferramentas de apoio são fundamentais para a elaboração do Plano de Manejo e estudos que visam a restauração das Áreas Úmidas do rio Gravataí. / The Banhado Grande Environmental Protected Area in the Gravataí river basin, located in the metropolitan area of Porto Alegre, has an extensive wetland area in its central portion. From remote sensing and geoprocessing techniques for the analysis of physical variables such as geology, topography, pedology and vegetation indices such as NDVI and NDWI, it was possible to classify compartments of Landscape Units associated to Wetlands in: Peat Landscape Unit and Landscape Unit / Flood Plain. The delimitation of these areas, aims at planning the rational use of these environments for their maintenance and preservation. In the beginning of the 1970s, a section of the Gravataí river was channeled, with the objective of draining the wetlands and making possible the expansion of rice cultivation areas, this intervention caused an erosive process in the form of gully in Banhado Grande, in the municipality of Glorinha. From a time series of satellite images, it was possible to map and quantify the evolution of the erosion process of the voçoroca between the years 2003 to 2015. The results of the mapping showed a significant increase in the gully of 2909.62 m² in 2003 to 12097.70 m² in 2015. In the mapping of gully and in the monitoring of the erosive processes in the swamp, were used techniques such as: a) stacking monitoring; b) mapping by satellite images; b) scanning mapping of terrestrial Laser Scanner. The terrestrial Laser Scanner has proved to be a potential tool for the mapping of the gully because of its high precision and rapid data collection in the field, generating digital elevation models with high precision. The use of the model allowed identifying areas of erosion deposition and sediment from the topographic profile. It is necessary, however, to choose suitable techniques for the continuous monitoring of the erosive process in the area of the Grande Banhado, combining methods to model the dynamics. These support tools are fundamental for the elaboration of the Management Plan and studies that aim at the restoration of the wetlands of the Gravataí river flood plain.

Submitted by Reginaldo Soares de Freitas (reginaldo.freitas@ufv.br) on 2017-06-23T17:30:39Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 2134115 bytes, checksum: 7db29fac012c3432c10cf4a61436e711 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-06-23T17:30:39Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 2134115 bytes, checksum: 7db29fac012c3432c10cf4a61436e711 (MD5) Previous issue date: 2017-02-16 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / O presente trabalho propõe uma análise sobre métodos de amostragem e interpolação para a modelagem do terreno utilizando dados oriundos de levantamento Laser Scanner terrestre. Esta análise é fundamentada na proposta de se obter um Modelo Digital de Elevação (MDE) capaz de representar o terreno de forma mais fidedigna possível. A problemática consiste na manipulação da nuvem de pontos coletada no levantamento dos dados com esta tecnologia, a qual possui uma densa quantidade de pontos constituída por coordenadas tridimensionais requerendo uma grande demanda de recursos computacionais. Dessa forma, propõe-se nesta pesquisa avaliar diferentes tipos de amostragens da nuvem de pontos, a fim de encontrar uma amostra de tamanho ideal que seja capaz de representar o fenômeno de forma mais fidedigna possível. Bem como aplicar aos conjuntos amostrais, diferentes interpoladores e analisar a influência dos métodos de interpolação, para se obter resultados capazes de modelar o terreno com eficiência. Propõe-se ainda, para análise da eficiência avaliar a acurácia posicional de acordo com o padrão ET-CQDG e Decreto-lei n° 89.817/1984, dos MDEs gerados em relação à um MDE de referência obtido a partir do conjunto de dados originais (58 mil pontos) levantados em campo em uma área de 0,97 ha. Dentre as amostragens Aleatória, Sistemática Quadrada, Sistemática Triangular e Sistemática Hexagonal para os dados utilizados, o melhor grid amostral foi o sistemático hexagonal, apresentando valores de RMS inferiores aos demais. Quanto as análises relacionadas a qualidade cartográfica dos interpoladores IDW, Spline, TIN, Vizinho Natural e Krigagem, os melhores interpoladores apontados pelos resultados foram TIN e Vizinho Natural que possuíram resultados idênticos e Krigagem que classificou diferentemente a amostragem Sistemática Hexagonal com 250 pontos dos demais. Em relação ao número de amostragem, os resultados mostraram que MDE’s com classificações na escala 1:1.000 – Classe A, foram gerados, com até 250 pontos, em alguns casos. Nesse sentido o esforço computacional entre amostras de 250 pontos e 3 mil pontos é razoavelmente o mesmo, quando comparado às amostras de 50 mil e 30 mil pontos, portanto, para esta área de estudo, é melhor utilizar de amostragens com redução de 94% do que amostras com redução de 99% visto que ambas resultaram em MDE’s de boa qualidade. / The present work proposes an analysis on sampling and interpolation methods for the terrain modeling using data from a Terrain Laser Scanner survey. This analysis is based on the proposal to obtain a Digital Elevation Model (DEM) capable of representing the terrain in the most reliable way possible. The problematic is the manipulation of the cloud of points collected in the data collection with this technology, which has a dense number of points consisting of three-dimensional coordinates requiring a great demand of computational resources. Thus, it is proposed in this research to evaluate different types of samplings of the cloud of points, in order to find a sample of ideal size that is able to represent the phenomenon in the most reliable way possible. As well as applying to the sample sets, different interpolators and to analyze the influence of the interpolation methods, to obtain results capable of modeling the terrain with efficiency. It is also proposed, for efficiency analysis, to evaluate the positional accuracy according to the ET- CQDG standard and Decree-Law no. 89.817 / 1984, of the DEMs generated in relation to a reference DEM obtained from the original data set (58 thousand points) raised in the field in an area of 0.97 ha. Among the Random, Square Systematics, Triangular Systematics and Hexagonal Systematics samplings, for the data used, the best sampling grid was the systematic hexagonal, presenting lower MSE values than the others. As for the analyzes related to the cartographic quality of the IDW, Spline, TIN, Natural Neighbor and Kriging interpolators, the best interpolators indicated by the results were TIN and Neighbor Natural that had identical results and Kriging that classified differently the Hexagonal Systematic sampling with 250 points of the others. Regarding the number of samples, the results showed that DEMs with 1:1,000 - Class A classifications were generated, with up to 250 points, in some cases. In this sense, the computational effort between samples of 250 points and 3,000 points is reasonably the same, when compared to samples of 50,000 and 30,000 points, therefore, for this area of study, it is better to use samples with a 94% reduction than samples with a 99% reduction since both resulted in good quality DEMs.

O resultado do escaneamento de um Laser Scanner Terrestre (LST) é uma nuvem de pontos com coordenadas geométricas (X, Y, Z), informações de cor (R, G, B) provenientes de uma câmera fotográfica acoplada ao equipamento e, ainda, a informação do retorno da intensidade do pulso laser (I). Esses sistemas de varredura possuem algumas características como, por exemplo, sua rapidez na aquisição de informações, registro de cenas em 3D e coleta de informações sem contato direto que se aplicam de forma importante nas análises florestais. Contudo, a grande vantagem da utilização de um LST na área florestal é a possibilidade de caracterizar alvos remotamente de forma rápida e não destrutiva. Assim, este trabalho teve como objetivo principal avaliar os dados de intensidade de retorno do laser provenientes de um sistema LST para a caracterização de alvos florestais. Metodologicamente foram realizados experimentos controlados que envolveram as seguintes etapas: calibração radiométrica do LST; avaliação da influência da distância nos dados de intensidade de retorno do laser e; análise do efeito de borda em imageamento de alvos florestais (considerado um dos principais problemas que afeta os dados intensidade de retorno quando se utiliza um LST). O equipamento utilizado durante os experimentos foi um laser scanner modelo Ilris 3D da Optech que trabalha no intervalo do infravermelho médio com comprimento de onde de 1535 nm. Os resultados mostraram que para esse comprimento de onda os alvos florestais devem ser imageados a uma distância maior ou igual a 5m e o processamento dos dados com resolução radiométrica de 8 bits foi mais adequado, pois proporcionou uma caracterização geométrica do alvo com efeito visual de melhor qualidade se comparado com o processamento de 16 bits. Os resultados dos experimentos realizados sobre o efeito de borda possibilitaram identificar dois tipos de distorções que ocorrem em dados de nuvem de pontos adquiridos com um LST. O primeiro afetou os valores de intensidade de retorno do laser e o segundo criou um efeito que deslocou os pontos no espaço. Para minimizar este efeito foi desenvolvido um algoritmo, o IRA (Intensity Recovery Algorithm), que possibilitou recuperar automaticamente os valores de intensidade de retorno do laser minimizando em até 35,7% o efeito de borda nos imageamentos do alvo estudado na pesquisa. Assim para o uso de um LST, na caracterização geométrica de alvos florestais, é necessário desenvolver modelos de calibração da intensidade de retorno do pulso laser, pois os sistemas LST são distintos em termos de faixa do espectro eletromagnético que operam. Por fim, no que tange ao efeito de borda concluiu-se que o algoritmo IRA necessita ser aprimorado com outras abordagens computacionais e matemáticas que poderão ser desenvolvidos em estudos futuros. / The result of the scanning of a terrestrial laser scanner (TLS) is a point cloud with geometric coordinates (X, Y, Z), color information (R, G, B) from a camera coupled to the equipment, and also the return information of intensity of the laser pulse (I). These scanning systems have some characteristics, for example, its speed in acquiring information, and of 3D scenes with record of data remotely which applies significantly in the forestry analysis. The advantage of using a TLS in the forestry area is the possibility of remote acquisition of data enabling a fast and non-destructive work. This work aimed to evaluate the laser return intensity data from a TLS system for the characterization of forest targets. Methodologically were performed controlled experiments involving the following steps: radiometric calibration of TLS; evaluating the influence of the distance in the laser return intensity data and; analysis of the edge effect in imaging forest targets (considered one of the main problems that affect the data intensity return when using a TLS). The equipment used during the experiments was a laser scanner Ilris Optech 3D model that works in the mid-infrared range with wavelength of 1535 nm. The results showed that for this wavelength forest targets should be imaged at a distance greater than or equal to 5m and processing of the radiometric data with 8-bit resolution is more suitable because it provided a geometric characteristics of the target with better visual effect quality compared with the 16-bit processing. The results of the experiments on the edge effect possible to identify two types of distortions that occur in cloud data points acquired with a LST. The first affect the laser return intensity values and the second set offset an effect that the points in space. To minimize this effect an algorithm, the IRA (Intensity Recovery Algorithm), was developed which enabled automatically retrieve the laser return intensity values up to 35.7% of minimizing the edge effect in the target imaging surveys studied in research. Thus for use of an TLS, the geometrical characterization of forest targets, it is necessary to develop calibration models of the return laser pulse intensity, for TLS systems are different in terms of the electromagnetic spectrum operating range. Finally, with respect to the edge effect it was concluded that the IRA algorithm needs to be enhanced with other computational and mathematical approaches that may be developed in future studies.