Caracterização espectral e fusão de dados lidar e hiperespectrais coletados por drone para estimar a biomassa acima do solo de florestas secundárias da mata atlântica

dc.contributor.advisor-co1Almeida, André Quintão de
dc.contributor.advisor-co1IDhttps://orcid.org/0000-0002-5063-1762
dc.contributor.advisor-co1Latteshttp://lattes.cnpq.br/5929672339693607
dc.contributor.advisor1Silva, Gilson Fernandes da
dc.contributor.advisor1IDhttps://orcid.org/0000-0001-7853-6284
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/8643263800313625
dc.contributor.authorRodrigues, Nívea Maria Mafra
dc.contributor.authorIDhttps://orcid.org/0000-0002-3750-0813
dc.contributor.authorLatteshttp://lattes.cnpq.br/1359706450652133
dc.contributor.referee1Almeida, Catherine Torres de
dc.contributor.referee1IDhttps://orcid.org/0000-0002-8140-2903
dc.contributor.referee1Latteshttp://lattes.cnpq.br/5534145837431294
dc.contributor.referee2Gonçalves, Fábio Guimarães
dc.contributor.referee2Latteshttp://lattes.cnpq.br/http://lattes.cnpq.br/1116245566543036
dc.contributor.referee3Martins Neto, Rorai Pereira
dc.contributor.referee3IDhttps://orcid.org/0000-0001-5318-2627
dc.contributor.referee3Latteshttp://lattes.cnpq.br/4925375972651580
dc.contributor.referee4Gorgens, Eric Bastos
dc.contributor.referee4IDhttps://orcid.org/0000-0003-2517-0279
dc.contributor.referee4Latteshttp://lattes.cnpq.br/2266409430041146
dc.date.accessioned2025-08-15T18:05:18Z
dc.date.available2025-08-15T18:05:18Z
dc.date.issued2025-03-28
dc.description.abstractTropical forests play a fundamental role in the global carbon cycle, biodiversity conservation, soil and water preservation, and provide a wide range of ecosystem services. Therefore, improving tropical forest monitoring using data collected by a remotely piloted aircraft (RPA) is crucial to ensuring these services. In this context, this study aimed to evaluate the use of hyperspectral data collected by an RPA to characterize the vegetation of secondary forest fragments of the Atlantic Forest at different successional stages. Additionally, another objective was to combine LiDAR and hyperspectral data to enhance the estimation of aboveground biomass (AGB) and to spatialize these estimates in the studied areas. To achieve this, all tree individuals (D > 5 cm) were identified and inventoried in 30 field plots (30 × 30 m each) across five forest remnants located in the southern region of Espírito Santo state. Aerial point clouds and hyperspectral image cubes were generated for all analyzed fragments simultaneously with the field forest inventory. Subsequently, traditional metrics and metrics derived from the Fourier transform of canopy height were estimated from the point clouds, along with spectral information, including reflectance values and vegetation indices, for each plot. The successional stages of the analyzed secondary forest fragments could be distinguished using hyperspectral data collected by RPA. In the context of secondary tropical forests, characterized by high structural variability and different successional stages, the integration of LiDAR and hyperspectral data resulted in minimal improvements in AGB estimation accuracy. In some cases, data fusion did not improve the results compared to models based solely on LiDAR, indicating that spectral information did not significantly contribute to enhancing AGB estimates.
dc.description.resumoAs florestas tropicais desempenham um papel fundamental no ciclo global do carbono, na conservação da biodiversidade, do solo e da água e oferecem uma vasta gama de serviços ecossistêmicos. Portanto, aprimorar o monitoramento das florestas tropicais com dados coletados por aeronave remotamente pilotada (RPA) é de fundamental importância para assegurar esses serviços. Tendo em vista o exposto, este trabalho teve como objetivo avaliar a utilização de dados hiperespectrais coletados por RPA para caracterizar a vegetação de fragmentos de floresta secundária da Mata Atlântica em diferentes estágios sucessionais. Além disso, também foi um objetivo combinar dados LiDAR e hiperespectrais para aprimorar a estimativa da biomassa acima do solo (AGB) e espacializar as estimativas nestas áreas. Para tal, foram identificados e inventariados todos os indivíduos arbóreos com diâmetro à altura do peito (D, medido a 1,3 m do solo) > 5 cm de 30 parcelas de campo (30 m x 30 m cada) de cinco remanescentes florestais localizados no sul do estado do Espírito Santo. Nuvens de pontos aéreas de LiDAR e cubos de imagens hiperespectrais foram geradas para todos os fragmentos analisados. Em seguida, foram estimadas métricas tradicionais e derivadas da transformada de Fourier a partir das alturas da nuvem de pontos, bem como informações espectrais, incluindo valores de reflectância e índices de vegetação, para cada parcela. A AGB de campo foi estimada utilizando uma equação alométrica ajustada para floresta estacional semidecidual. Foi possível diferenciar os estágios sucessionais dos fragmentos florestais secundários analisados com os dados hiperespectrais coletados por RPA. No contexto de florestas tropicais secundárias, caracterizadas por alta variabilidade estrutural e diferentes estágios sucessionais, a integração de dados LiDAR e hiperespectrais resultou em ganhos mínimos na precisão da estimativa de AGB. Em alguns casos, a fusão dos dados não trouxe melhorias em relação aos modelos baseados exclusivamente em LiDAR, o que mostra que as informações espectrais não contribuíram de maneira expressiva para aprimorar as estimativas de AGB.
dc.description.sponsorshipCoordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)
dc.formatText
dc.identifier.urihttps://dspace5.ufes.br/handle/10/20096
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.subjectFlorestas tropicais
dc.subjectBiomassa
dc.subjectSensoriamento remoto
dc.subjectMétricas espectrais
dc.subject.cnpqRecursos Florestais e Engenharia Florestal
dc.titleCaracterização espectral e fusão de dados lidar e hiperespectrais coletados por drone para estimar a biomassa acima do solo de florestas secundárias da mata atlântica
dc.typedoctoralThesis

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