Estimação de volume de madeira em povoamento de eucalipto utilizando dados de Laser Scanner Terrestre

Abstract

Uma das aplicações do Laser Scanner Terrestre (LST) em engenharia florestal consiste na descrição do fuste das árvores em florestas plantadas. Desta forma, o objetivo principal deste estudo é identificar e reconstruir a estrutura espacial de árvores a partir dos dados Laser Scanner Terrestre (LST), para estimativa de parâmetros de mensuração florestal necessários ao cálculo de volume em povoamentos florestais de eucalipto. Metodologicamente, foram realizados experimentos para a mensuração das parcelas em campo, utilizando as formas única varredura e múltiplas varreduras. As nuvens de pontos foram registradas, ajustadas ao Sistema Topográfico, redimensionadas nos tamanhos das parcelas em campo e filtradas, para a obtenção das variáveis: diâmetro a 1,3 m de altura (dap), altura total (h) e os diâmetros em diferentes alturas d (h=0,0m) , d (h=0,5m) , d (h=1,0m) , dap, d (h=2,0m) e d (h=4,0m) , foram determinadas na estrutura espacial das árvores. No primeiro artigo, foi aplicado o teste estatístico, para avaliar a hipótese de identidade das medidas (dap e h) obtidas pelo procedimento usual de inventário florestal com as correspondentes medidas obtidas pelo LST. Já no segundo artigo, foram utilizadas as diferentes variáveis para obtenção do volume de cada fuste empregando Redes Neurais Artificiais (RNA’s). Para o terceiro artigo, foram obtidos os volumes dos fustes, utilizando a interpolação sobre a nuvem de pontos e para a individualização dos fustes, foi aplicada a segmentação pelo método RANSAC (RANdom SAmple Consensus). Assim, o uso do LST para a obtenção das variáveis apresentou resultados satisfatórios, comprovando a eficiência da metodologia para a estimação volumétrica de madeira em povoamentos florestais de eucalipto.One of the applications of the Terrestrial Laser Scanner (TLS) in forestry engineering is the description of the stem of trees in planted forests. In this way, the main objective of this study is to identify and reconstruct the spatial structure of trees from the TLS, to estimate the forest measurement parameters required to calculate the volume in forest plots of eucalyptus. Methodologically, experiments were carried out to measure the plots in the field using the single-scan and multi-scan forms. The points clouds were recorded, adjusted to the Topographic System, resized in the plot size and filtered, to obtain the variables: diameter at 1.3 m height (dbh), total height (h) and diameters at different heights d (h=0.0m) , d (h=0.5m) , d (h=1.0m) , dbh, d (h=2.0m) and d (h=4.0m) , were determined in the spatial structure of the trees. The first article was applied the statistical test to evaluate the hypothesis of identity of the measures (dap and h) obtained by the usual forest inventory procedure with the corresponding measures obtained by the TLS. In the second article, the different variables were used to obtain the volume of each stem using Artificial Neural Networks (ANNs). For the third article, the volumes of the stems were obtained using the interpolation on the cloud of points and for the individualization of the stems was applied to the segmentation by the RANSAC SAmple Consensus method. Therefore, the use of the LST to obtain the variables presented satisfactory results proving the efficiency of the methodology for the volumetric estimation of wood in forest stands of eucalyptus.