Estimativa de variáveis florestais com perfilamento a laser (Lidar)

Orientador : Prof. Dr. Henrique Soares KoehlerCo-orientadores : Prof. Dr. Sebastião do Amaral Machado, Prof. Dr. Flávio Felipe KirchnerTese (doutorado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências Agrárias, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Florestal. Defesa: Curitiba, 15/10/2010Inclui referênciasÁrea de concentração : Manejo florestalNos últimos anos, a aquisição de dados com o uso de Airborne Laser Scanning (ALS) com a tecnologia LiDAR (Light Detection and Ranging) vem se tornando promissora na área florestal, em especial para a estimativa de variáveis dendrométricas e avaliação da estrutura vertical e horizontal. Informações da topografia e da cobertura florestal são extremamente importantes para os gestores de recursos florestais naturais. Informações exatas de altura e densidade das árvores, além de serem fundamentais, são de difícil obtenção com a utilização das técnicas convencionais. A tecnologia de varredura a laser, ao contrário das imagens de satélite e de fotografias aéreas, pode simultaneamente mapear o terreno embaixo das árvores, bem como obter a estimativa da altura das árvores. A utilização da modelagem integrada aos dados LiDAR possibilita também a obtenção de estimativas de diversas variáveis florestais como área basal, diâmetro, volume, biomassa, carbono e quantidade de material combustível. Apresenta também grande otencial nas atividades de planejamento da exploração florestal e construção de estradas. Entretanto, existem ainda muitos desafios a serem superados no desenvolvimento de metodologias e aplicações computacionais mais confiáveis e robustas para a modelagem de dados provenientes deste sensor. O o jetivo deste trabalho foi avaliar o potencial da aplicação de dados LiDAR para a estimativa das variáveis florestais altura individual total, altura média, altura da base das copas das árvores e número de indivíduos. Foram também avaliadas diferentes metodologias de classificação de pontos da varredura laser erotransportado para a elaboração de Modelos Digitais do Terreno (MDT). Dentre os diversos procedimentos avaliados para a elaboração dos MDT, o uso do aplicativo comercial TerraScan (TS) foi o que apresentou os melhores resultados tanto para a área total, com um erro padrão de 0,48 m, como para áreas florestais, com um erro padrão de 0,53 m. Entretanto, outros algoritmos utilizados também apresentaram resultados promissores para a classificação dos pontos da varredura laser nas áreas florestais, como por exemplo, o algoritmo de Interpolação Polinomial (IP) com um erro padrão de 0,65 m. Para o reconhecimento utomático do número de árvores, na área de estudo localizada no Brasil, a análise morfológica permitiu melhores resultados quando comparados com os obtidos pelo uso do algoritmo de locais máxima, resultando o reconhecimento de 4.848 árvores. Nas áreas de estudo localizadas no interior do Parque Yosemite - USA, as diferentes técnicas avaliadas (local máxima e análise morfológica) apresentaram resultados bastante semelhantes. Para as estimativas das alturas totais das árvores de araucária com o uso de dados LiDAR, o coeficiente de correlação foi 0,95 e o erro padrão 0,91 m, quando relacionadas com as medidas obtidas em campo com uso de hipsômetro. As estimativas das alturas da base das copas das árvores em diferentes dimensões de sub parcelas (10, 15 e 20 metros) apresentaram respectivamente um erro padrão de 1,42; 0,95 e 0,82 m que correspondem percentualmente a 23,62, 15,70 e 13,84% respectivamente.Lately, data acquisition using Airborne Laser Scanning (ALS) with LiDAR technology (Light Detection and Ranging) is becoming promising in the forest field, especially for estimation of dendrometric variables and to evaluate vertical and horizontal structure of the forest. Topographic and forest coverage information are extremely important to forest and natural resources managers. Accurate information on trees height and density are fundamental for planning, but also hard to obtain by conventional methods. Laser scanning technology, as opposed to satellite images and aerial photographs, can at the same time map the ground and obtain estimates of the trees height. The use of modeling associated with LIDAR data allows the researcher to obtain estimates of several other forest variables, such as basal rea, diameter, volume, biomass and combustible material. It also presents a great potential in planning forest harvesting activities, road construction and maintenance. However, there are still many challenges in developing stronger and more reliable technologies and computational applications for modeling the data acquired with this type of sensor. The objective of this study was to evaluate the potential application of the LiDAR data to estimate forest variables, such as total individual height, average height, canopy base height and number of trees. Different classification methods of airborne laser scan points for thedevelopment of Digital Elevation Model (DEM) were also analyzed. Among the procedures evaluated for the preparation of DEM, the use of the software application TerraScan (TS) showed the best results for the total area, with a standard error of 0,48 m, while for the forest area the standard error was 0,53 m. However, other algorithms used also showed promising results for points classification with laser scanning in forest areas, such as the algorithm of Polynomial Interpolation (PI), which showed a standard error 0.65 m. For automatic recognition of number of individual trees in the study area located in Brazil, the morphologic analysis showed better results when compared with the use of local maximum algorithm, resulting in the recognition of 4848 trees. For study areas located at the Yosemite Park - USA, the different techniques evaluated (local maximum and orphological analysis) showed very similar results. The estimation of the total heights of Araucaria trees using LiDAR data, showed a correlation coefficient of 0.95 and a standard error of 0.91 m, when related to the measurements obtained at the field using a hypsometer. The estimation of the trees base heights with plots of different sizes (10, 15 and 20 meters) showed an standard error of 1.42, 0.95 and 0.82 m, which orrespond to 23.62, 15.70 and 13.84%, respectively

Distribuição e potencial erosivo das chuvas no Estado do Tocantins

The objective of this work was to determine rainfall erosivity values and to generate its spatial‑temporal distribution maps in the state of Tocantins, Brazil. Pluviometric historical series from 97 rain gauges were analyzed, covering the period from 1985 to 2009. Erosivity was estimated by equations in which the independent variable was the average monthly rainfall or the Fournier rainfall index (Rc). Geostatistics was applied for mapping erosivity both monthly and annually. Annual erosivity values varied between 6,599 and 14,000 MJ mm ha-1 h-1, with peak in December when it reached values up to 2,800 MJ mm ha-1 h-1 per month. From May to September, erosivity values had lower than the critical one, considered 500 MJ mm ha-1 h-1 per month. Three priority regions were identified for soil and water conservation planning activities: mid‑west region of the state, in the neighborhood of Cantão State Park, with greatest erosivity; northern region of the state, especially during the first quarter of the year; and southern region of the state, in the fourth quarter.O objetivo deste trabalho foi determinar os valores de erosividade e gerar os mapas da distribuição espaço‑temporal das chuvas no Estado do Tocantins. Analisaram-se séries históricas pluviométricas de 97 postos pluviométricos, compreendendo o período de 1985 a 2009. A erosividade foi estimada por meio de equações nas quais a variável independente foi a precipitação média mensal ou o coeficiente de chuva de Fournier (Rc). A geoestatística foi aplicada para o mapeamento da erosividade tanto na escala mensal quanto na anual. A erosividade anual apresentou valores entre 6.599 e 14.000 MJ mm ha-1 h-1, com auge em dezembro, quando atingiu valores de até 2.800 MJ mm ha-1 h-1 por mês. De maio a setembro, a erosividade apresentou valores inferiores ao crítico, tido como 500 MJ mm ha-1 h-1 por mês. Foram identificadas três regiões prioritárias para ações de planejamento visando a conservação do solo e da água: região centro‑oeste do Estado, nas imediações do Parque Estadual do Cantão, com maior erosividade anual; região norte do Estado, especialmente no primeiro trimestre; e região sudeste do Estado, no quarto trimestre

Botanical fungicides in the control of soybean leaf diseases / Fungicidas botânicos no controle de doenças foliares na soja

The soybean cultivation (Glycine max (L.) Merrill) is responsible for the highest pesticides use in agriculture in Brazil. There is an environmental and social need to reduce the use of these substances in crops. The alternative products applied in agriculture such as plant extracts and essential oils, becomes necessary and indispensable, mainly in disease control. Among the plants studied, the Noni (Morinda citrifolia L.), has stood out in some studies, where relevant fungitoxic results have been demonstrated, however, there are still few works that prove its viability in the diseases management in field. Thus, this work aimed to evaluate the soybean diseases alternative control through the aqueous extracts and noni essential oil application, in plantings high and low disease pressure. Two field experiments were implemented, with soybean culture, evaluating leaf, fruit aqueous extract and noni essential oil as a fungicidal action. Foliar application of noni extracts and essential oil did not differ from fungicide in Asian Rust and Anthracnose control, in the 2016/17 crop, in both experiments. Soybean productivity was similar in treatments that received leaf extract (1748,8 Kg ha-1), essential oil (1762,5 Kg ha-1) and fungicides (2031,7 Kg ha-1). Where there was no large disease pressure all agronomic characteristics were equivalent, regardless of treatment. 

Agronomic Biofortification in Caupi Beans with Lithium

Biofortification of basic crops is ideal because of the broader consumption of staple foods by the majority of the population. Beans are one of the main constituents of many Brazilian dishes, for urban and rural populations. Li is essential to the mental and behavioral health of human beings. The objective of this work was to study the assimilation of Lithium (Li) by cowpea beans (Vigna unguiculata), with the application of lithium hydroxide (LiOH). The study was carried out in a greenhouse at the Federal University of Tocantins, Campus de Gurupi. The treatments were arranged in a completely randomized design in a 5 x 3 arrangement, with five doses of Li (0; 10; 20; 30 and 40 mg kg-1); and three cultivars of Caupi beans (BRS Cauamé, BRS Itaim and BRS Nova Era) with four replicates. The application was performed via foliar, and the doses were divided into two applications of equal proportions, spaced in 15 days. Each experimental plot was represented by a vessel containing 10 kg of soil. Stem diameter, number of pods per plant, pod length, number of grains per pod, insertion of the first pod, plant height, mass of 100 grains, grain yield, lithium content, total nitrogen, crude protein and lipid content. The agronomic biofortification with Li occurred positively with the application of up to 26 kg Li ha-1 for the three cultivars, with up to 159.38% increase over the treatment without Li application. The results indicate that it is possible to increase the Li doses in Caupi with the use of lithium hydroxide (LiOH) in foliar fertilization

Distribuição e potencial erosivo das chuvas no Estado do Tocantins

O objetivo deste trabalho foi determinar os valores de erosividade e gerar os mapas da distribuição espaço-temporal das chuvas no Estado do Tocantins. Analisaram-se séries históricas pluviométricas de 97 postos pluviométricos, compreendendo o período de 1985 a 2009. A erosividade foi estimada por meio de equações nas quais a variável independente foi a precipitação média mensal ou o coeficiente de chuva de Fournier (Rc). A geoestatística foi aplicada para o mapeamento da erosividade tanto na escala mensal quanto na anual. A erosividade anual apresentou valores entre 6.599 e 14.000 MJ mm ha-1 h-1, com auge em dezembro, quando atingiu valores de até 2.800 MJ mm ha-1 h-1 por mês. De maio a setembro, a erosividade apresentou valores inferiores ao crítico, tido como 500 MJ mm ha-1 h-1 por mês. Foram identificadas três regiões prioritárias para ações de planejamento visando a conservação do solo e da água: região centro-oeste do Estado, nas imediações do Parque Estadual do Cantão, com maior erosividade anual; região norte do Estado, especialmente no primeiro trimestre; e região sudeste do Estado, no quarto trimestre

Sistema computacional para gestão de florestas plantadas

O Sistema Computacional para Gestao de Florestas Plantadas (SIGEFLOR) e um prototipo de solução tecnologica desenvolvida para gerenciar um banco de dados relacional de informaçoes oriundas de empresas que manejam povoamentos florestais plantados, integrando seu conteudo com a ferramenta de geotecnologia MapObjects®. 0 sistema desenvolvido e composto por modulos que permitem a operação de um banco de dados de gestao administrativa, fundiaria, florestal e a elaboração de mapas que mostram de forma espacializada as informações nele armazenadas. Foi utilizado um modelo de banco de dados relacional, dividido em duas categorias de dados, os espaciais e os alfanumericos. A base de dados utilizada foi de uma empresa florestal empirica, sendo os dados espaciais gerados pela utilização do aplicativo ArcMap®. Os dados alfanumericos foram divididos em dois grupos, um que contem dados administrativos e outro de dados pertinentes as operações florestais. Ambas as categorias de dados foram armazenados em arquivos do aplicativo Microsoft Access®. O prototipo desenvolvido integra as informações espaciais e alfanumericas a partir de uma mesma base, realizando os relacionamentos entre as diversas entidades (tabelas) que compoe essa base, possibilitando a visualização dos resultados de forma espacial georrefenciada por meio de mapas. O sistema apresenta interfaces amigaveis, com utilização do tipo mono usuario e nao necessitando de treinamento especifico para sua utilização. Para a implementação do sistema e suas relações, foi considerada como unidade basica de gestão o talhao. O uso da ferramenta MapObjects® mostrou-se eficiente, permitindo que o objetivo de apresentar os resultados de forma espacializada fosse alcançado. A utilização do prototipo desenvolvido demonstrou o grande potencial que ele apresenta como ferramenta de auxilio nos processos de gestao de empresas florestai