Estimação de áreas seccionais de troncos de árvores individuais por meio de dados coletados remotamente

dc.contributor.advisor1Silva, Gilson Fernandes da
dc.contributor.advisor1IDhttps://orcid.org/0000-0001-7853-6284
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/8643263800313625
dc.contributor.authorLavagnoli, Gabriel Lessa da Silva
dc.contributor.authorIDhttps://orcid.org/0000-0002-9007-1990
dc.contributor.authorLatteshttp://lattes.cnpq.br/9310315398167707
dc.contributor.referee1Almeida, André Quintão de
dc.contributor.referee1IDhttps://orcid.org/0000-0002-5063-1762
dc.contributor.referee1Latteshttp://lattes.cnpq.br/5929672339693607
dc.contributor.referee2Soares, Carlos Pedro Boechat
dc.contributor.referee2IDhttps://orcid.org/0000-0001-6475-3376
dc.contributor.referee2Latteshttp://lattes.cnpq.br/0959425632265455
dc.contributor.referee3Cosenza, Diogo Nepomuceno
dc.contributor.referee3IDhttps://orcid.org/0000-0001-8495-8002
dc.contributor.referee3Latteshttp://lattes.cnpq.br/0496006405127895
dc.contributor.referee4Mendonça, Adriano Ribeiro de
dc.contributor.referee4IDhttps://orcid.org/0000-0003-3307-8579
dc.contributor.referee4Latteshttp://lattes.cnpq.br/9110967421921927
dc.date.accessioned2025-08-06T17:02:41Z
dc.date.available2025-08-06T17:02:41Z
dc.date.issued2025-04-09
dc.description.abstractThis thesis investigates the accuracy in the measurement of tree trunk cross-sectional areas, highlighting the practical importance of this variable for forest inventories and its implications for volume and biomass estimates. The work is structured into two complementary studies. The first study evaluates the impacts of convexity and isoperimetric deficits on traditional measurement methods, such as calipers and diameter tapes, comparing them to a photographic method developed by the author, which calculates areas and estimates contours through pixel counting. The results showed that traditional methods exhibit significant systematic errors, arising from the incorrect assumption of perfect circularity of cross-sections, whereas the photographic method demonstrated high precision, with mean relative errors below 0.1%. The second study proposes a computational methodology for estimating cross-sectional areas from point clouds obtained using a GeoSLAM LIDAR sensor, comparing the measurements with those obtained from a high-precision infrared scanner (EinScan). The research involved the analysis of 56 eucalyptus trees, comprising more than 1,000 cross-sections. Additional simulations of traditional methods were also conducted for direct comparison. It was observed that traditional techniques, once again, tended to overestimate the areas (with a mean bias of approximately 2.8%), while the LiDAR-based method showed the opposite trend, with a mean bias of -8.12%. However, after applying a specific mathematical correction, the LiDAR estimates achieved excellent accuracy, with a relative root mean square error (RMSE) of 2.4%, a mean relative bias close to zero, and a mean absolute relative error (MAE) of 1.65%, demonstrating great potential for practical applications after appropriate adjustments.
dc.description.resumoEsta tese investiga a precisão na mensuração de áreas seccionais de troncos de árvores, ressal-tando a importância prática dessa variável para inventários florestais e suas implicações nas estimativas de volume e biomassa. O trabalho foi estruturado em dois estudos complementares, O primeiro avalia os impactos dos déficits de convexidade e isoperimétrico sobre métodos tradi-cionais de medição, como a suta e a fita diamétrica, comparando-os com um método fotográfico desenvolvido pelo autor, que calcula áreas e estima contornos por meio da contagem de pixels. Os resultados evidenciaram que os métodos tradicionais apresentam erros sistemáticos elevados, decorrentes da suposição incorreta de circularidade perfeita das seções transversais, enquanto o método fotográfico demonstrou elevada precisão, com erros relativos médios inferiores a 0,1%. O segundo estudo propõe uma metodologia computacional para a estimativa de áreas seccionais a partir de nuvens de pontos obtidas por um sensor LiDAR GeoSLAM, comparando os resultados com medições realizadas por um escâner infravermelho de alta precisão (EinScan). A pesquisa envolveu a análise de 56 árvores de eucalipto, abrangendo mais de 1.000 seções transversais. Simulações adicionais dos métodos tradicionais também foram realizadas para comparação direta. Observou-se que as técnicas tradicionais, mais uma vez, apresentaram ten-dência à superestimação das áreas (viés médio de aproximadamente 2,8%), enquanto o método baseado em nuvem de pontos LiDAR apresentou tendência oposta, com viés médio de -8,12%. No entanto, após a aplicação de uma correção matemática específica, as estimativas obtidas com o LiDAR alcançaram excelente precisão, com erro quadrático médio relativo (RMSE) de 2,4%, viés relativo médio próximo de zero e erro absoluto médio relativo (MAE) de 1,65%, demonstrando grande potencial para aplicações práticas após os ajustes adequados.
dc.formatText
dc.identifier.urihttps://dspace5.ufes.br/handle/10/20022
dc.languagepor
dc.publisherUniversidade Federal do Espírito Santo
dc.publisher.countryBR
dc.publisher.courseDoutorado em Ciências Florestais
dc.publisher.departmentCentro de Ciências Agrárias e Engenharias
dc.publisher.initialsUFES
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Ciências Florestais
dc.rightsopen access
dc.subjectÁrea seccional
dc.subjectDéficit de convexidade
dc.subjectDéficit isoperimétrico
dc.subjectInventário florestal
dc.subjectLiDAR
dc.subject.cnpqRecursos Florestais e Engenharia Florestal
dc.titleEstimação de áreas seccionais de troncos de árvores individuais por meio de dados coletados remotamente
dc.typedoctoralThesis

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