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Metadados

%0 Thesis
%4 sid.inpe.br/mtc-m18@80/2009/02.13.04.40
%2 sid.inpe.br/mtc-m18@80/2009/02.13.04.40.55
%A Macedo, Rodrigo de Campos,
%T Estimativa volumétrica de povoamento clonal de Eucalyptus sp. através de laserscanner aerotransportado
%D 2009
%E Soares, João Vianei (presidente/orientador),
%E Santos, João Roberto dos (orientador),
%E Ponzoni, Flávio Jorge,
%E Mitishita, Edson Aparecido,
%8 2009-02-27
%J Volumetric estimate of Eucalyptus sp. clonal plantation using airborne laserscanner
%I Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE)
%C São José dos Campos
%K Inventário florestalk, LiDAR, laserscanner, modelo digital de elevação, estrutura florestal, forest inventor, LiDAR, laserscanner, digital elevation model, forest structure.
%X O gerenciamento florestal requer dados dendrométricos e topográficos como subsídio aos processos de tomada de decisão. Os meios mais utilizados para isto são os inventários e levantamentos de campo. Com o aprimoramento dos SIG´s (Sistemas de Informações Geográficas) e o aumento das opções de sensoriamento remoto, tais como sensores ativos e passivos de alta resolução espacial, a demanda pela aquisição e pelo processamento de dados dendrométricos e topográficos, se acentuou. Em meados de 1993, sensores opticamente ativos, conhecidos como laserscanners começaram a ser utilizados especificamente no meio florestal, visando modelar o terreno e estimar variáveis dendrométricas, como a altura dos povoamentos e, mais recentemente, a quantidade de indivíduos arbóreos, a área de copa e o volume madeireiro, principalmente através da segmentação do dossel florestal. A hipótese é que a estimativa volumétrica realizada com dados obtidos via laserscanner aerotransportado é compatível com a estimativa proveniente do inventário florestal tradicional. O objetivo principal é avaliar o potencial da utilização de laserscanner aerotransportado para estimativa volumétrica de povoamentos clonais de Eucalyptus sp., em fazendas localizadas em relevo ondulado. Foram sobrevoados 1.554,7 ha em 6 fazendas utilizadas para plantio de Eucaliptos. Dentre as fazendas sobrevoadas, elegeu-se uma F154-Rosa Helena para registrar neste documento e realizar as validações necessárias. Localiza-se no município de Igaratá/SP e possui 145,46ha de plantio efetivo com 4 anos de idade. Como sensor, foi utilizado o Optech ALTM 2050, com vôo de 1.000m de altura, footprint de 0,25m. A precisão posicional final de 0,12m nas coordenadas X e Y e 0,21m em Z, compatíveis com as características dos produtos validados. A diferença entre as cotas registradas no Modelo Digital de Terreno e mensuradas em campo foi de 0,44m. O erro altimétrico nominal de um aerolevantamento LiDAR de 1.000m de altura é de 0,15m para locais sem cobertura vegetal. Considerando que não houve presença de vegetação herbácea e não houve diferenciação entre os RMS´s obtidos nos perfis com e sem cobertura, em nível ou em desnível, o detalhamento presente no micro-relevo ocasiona o erro posicional planimétrico, que por sua vez, influencia na medida altimétrica. De acordo com as comparações realizadas, os modelos gerados podem ser utilizados para a obtenção de variáveis dendrométricas, requisitos para a modelagem volumétrica. Implementou-se um algoritmo de extração de variáveis dendrométricas e, considerando todas as parcelas medidas em campo, atingiu-se um percentual de erro de -3,52% para quantidade de árvores, -2,26% para altura, 19,36% para área de copa, 5,33% para DAP e -1,8% para volume. A partir da análise dos dados foi possível verificar que apesar do algoritmo subestimar a quantidade de árvores e a altura, e superestimar a área de copa e o DAP, a estimativa volumétrica manteve-se dentro de um intervalo aceitável, tanto em termos de intervalo de confiança, quanto em erro amostral. Diante dos resultados obtidos, aceita-se a hipótese inicial, ou seja, a estimativa volumétrica realizada com dados obtidos via laserscanner aerotransportado é compatível com a estimativa proveniente do inventário florestal tradicional. ABSTRACT: Forest management activities usually rely on dendrometric and topographic data as a means to support their decision making processes. For this end, forest inventory and topographic survey are commonly used. The recent advances in GIS and the improvements in the spatial resolution of remote sensing systems, both passive and active ones, largely increased the demand for the acquisition and processing of dendrometric and topographic data. Since 1993, optical active sensors − known as laserscanners − started to be specifically used in forest applications for ground modeling and dendrometric parameters estimates, e.g. tree height, and more recently, quantity of trees, crown area, and wood volume, mainly in the segmentation process of the forest canopy. The core hypothesis of this research is that the volumetric estimate carried out with LiDAR data is compatible with estimates of traditional forest inventory techniques (based on ground data). The main objective is then to evaluate the potential of using airborne laserscanner for volumetric estimate of clonal plantation of Eucalyptus sp., found in steep slope regions. Six farms were select for this study, of which a total area of 1,554.7 ha was sampled. One farm F154-Rosa Helena was chosen for detailed records and validation. Such farm is located in the municipality of Igaratá (Sao Paulo State) and owns a four-year old plantation, distributed over an effective area of 145.46 ha. The Optech ALTM 2050 has been employed, with a 0.25 m footprint, acquired by an average flight height of 1,000 m. Its planimetric positional accuracy was 0.12 m (X, Y) and the elevation positional accuracy was 0.21 m (Z). The difference between the elevations of the Digital Terrain Model and the ones obtained by field measurements was of 0.44 m. The nominal elevation error of an airborne LiDAR (with a flight height of 1,000m) is 0.15 m in the case of areas with no vegetation cover. Considering that the study area did not present herbaceous vegetation and that no meaningful difference was observed between the root mean square errors of profiles with and without vegetation cover (both on flat and uneven terrains), it can be stated that the details found in the micro-relief of the study area are to a large extent responsible for the impact of the planimetric errors in the elevation measurements. In general, the maximum height values of the Digital Height Model were smaller than those of the ground data. The generated models can be used for the extraction of dendrometric parameters, necessary for volumetric modeling. A special algorithm for the extraction of dendrometric parameters was implemented using the IDL environment. Considering all plots regarded in this analysis, the error share was 3.52% for the total number of trees; 2.26% for tree height; 19.36% for crown area; 5.33% for Diameter Breast Height (DBH), and 98.2% for volume. The algorithm underestimated the number of trees and their height and overestimated the crown area and DBH. The volumetric estimate is though acceptable. The core hypothesis of this research is thus accepted; since the volumetric estimate executed with airborne laserscanner data is compatible with estimates derived from the use of traditional forest inventory techniques.
%P 143
%@language pt
%9 Dissertação (Mestrado em Sensoriamento Remoto)
%3 publicacao.pdf


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