Índices de uniformidade em plantios de eucalipto por VANT

Orientadora: Profa. Dra. Ana Paula Dalla CorteCoorientadores: Prof. Dr. Alexandre Behling e Prof. Dr. Carlos Roberto SanquettaDissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências Agrárias, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Florestal. Defesa : Curitiba, 18/02/2020Inclui referências: p. 85-88Área de concentração: Manejo FlorestalResumo: Estudos têm demonstrado que a uniformidade dos plantios florestais está diretamente correlacionada com a produtividade e que medidas de uniformidade podem servir de indicadores da qualidade silvicultural dos plantios. Nesse sentido, este trabalho teve como objetivo determinar a uniformidade e a sobrevivência em plantios jovens de Eucalyptus sp. por meio do uso de atributos obtidos de sensores passivos embarcados em Veículos Aéreos Não Tripulado (VANTs). Foram estudados dois plantios clonais de Eucalyptus grandis x Eucalyptus urophylla e um plantio de Eucalyptus saligna, todos com um ano de idade. No inventário florestal de qualidade (IFQ), foram medidas as alturas das árvores, além de serem quantificadas as falhas de plantio. Das imagens oriundas dos voos VANT foram obtidos Modelos Digitais do Terreno (MDT), Modelos Digitais de Superfície (MDS) e ortofotos. Sobre as ortofotos foram identificadas as falhas de plantios em todas as áreas produtivas (censo) e em parcelas de 1ha. O censo de falhas foi utilizado para gerar a superfície de falhas por meio do método Kernel (SFk) e as falhas das parcelas VANT e IFQ foram utilizadas para a estimativa da sobrevivência por meio do modelo de razão. Também sobre as ortofotos foram delimitadas as copas das árvores por fotointerpretação. O Modelo de altura de copas (CHM) foi obtido da subtração MDS-MDT, do qual foram extraídas as alturas das árvores para duas intensidades amostrais. A uniformidade dos plantios foi obtida por meio dos índices de uniformidade (IU): PV50 (percentual acumulado variável dendrométrica de interesse em 50% das menores árvores); CV% (coeficiente de variação em percentagem); e G (coeficiente de Gini). As estimativas de sobrevivência VANT não mostraram diferenças significativas das estimativas do IFQ ao nível de 1% de significância. As alturas extraídas do CHM se mostraram subestimadas em comparação com as alturas do IFQ. Desse modo, foi proposta a utilização de um fator de correção por classe de tamanho para estimar essas alturas. As alturas corrigidas VANT e as alturas do IFQ foram utilizadas para o cálculo dos IU, avaliados pelo teste X2, em que os IU obtidos por VANT não mostraram diferenças significativas dos obtidos do IFQ ao nível de 5% de significância. Desse modo, as alturas das demais parcelas VANT foram corrigidas e serviram de base para o cálculo dos IU para uma intensidade amostral maior. Os IU dos plantios foram espacializados e integrados, resultando em duas superfícies de uniformidade, SU e SUf, a primeira sendo resultado da média dos IU e a segunda da média dos IU e a SFk. Com a classificação das superfícies de uniformidade observou-se que o plantio de E. saligna foi o menos uniforme em comparação com os plantios de E. grandis x E. urophylla e que a adição da SFk permitiu a avaliação da uniformidade de modo mais condizente com a realidade dos plantios. Esses resultados sugerem que medidas de sobrevivência e uniformidade obtidas por VANT podem ser utilizadas em conjunto para a geração das superfícies de uniformidade e para a determinação das áreas que precisam de maior atenção do manejo silvicultural.Abstract: Several studies have shown that forest stand uniformity is directly correlated to productivity, and that uniformity measures may act as indicators of the silvicultural quality of forest plantations. Thus, this work aimed to assess the uniformity and survival of young Eucalyptus sp. plantations using attributes obtained from passive sensors embedded in unmanned aerial vehicles (UAVs). To do that, two clonal stands of Eucalyptus grandis x Eucalyptus urophylla and one stand of Eucalyptus saligna were studied. In the forest quality inventory (FQI), tree height was measured, and dead trees were quantified. From the images from the UAV flights resulted the Digital Terrain Models (DTMs), Digital Surface Models (DSMs) and orthomosaic photos. Over the orthomosaics the points of planting failure in all productive areas (census) were identified, as well as for 1ha plots. The mortality census was used to generate the failure surface using a Kernel strategy (KFS), and the UAV and (FQI) failures were used to estimate survival through a ratio estimate. The orthomosaic photos were also used to identify the crowns of the trees. The Canopy Height Model (CHM) was obtained subtracting DSM-DTM, from which tree heights were extracted at two sample intensities. The stand uniformity was calculated through uniformity indices (UI): PV50 (accumulated percentage dendrometric variable of interest in 50% of the smallest planted trees); CV% (coefficient of variation in percentage); and G (Gini coefficient). UAV survival estimates showed no significant differences with FQI estimates at 1% significance level. The tree heights extracted from the CHM were underestimated when compared to the heights obtained in the field. Thus, it was proposed to use a correction factor per size class to estimate those heights. UAV corrected heights and FQI heights were used to calculate the UIs, and were compared by means of a chi-square test, where the UIs obtained by the UAV did not show significant differences from the field UIs at the 5% significance level. Thus, the heights of the other UAV plots were corrected and served as the basis for the calculation of UIs for a higher sample intensity. The IUs were spatialized and integrated, resulting in two uniformity surfaces for the stands, US and USf, the first resulting from the average of the UIs and the second from the average of the UIs and KFS. The classification of uniformity surfaces showed that the E. saligna stand was the least uniform compared to E. grandis x E. urophylla stands, and the addition of KFS allowed a more reasonable assessment of the uniformity regarding the reality of the stands. These results suggest that survival and uniformity measures obtained via UAV can be combined to generate stand uniformity surfaces, as well as to determine priority areas in silvicultural management