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http://tede.unicentro.br:8080/jspui/handle/jspui/2470| Tipo do documento: | Tese |
| Título: | ESTRATÉGIAS PARA A MODELAGEM DE VOLUMES INDIVIDUAIS DE ESPÉCIES NATIVAS COMERCIAIS NA AMAZÔNIA BRASILEIRA |
| Autor: | ALMEIDA, BRUNO RAFAEL SILVA DE ![]() |
| Primeiro orientador: | Figueiredo Filho, Afonso |
| Resumo: | O manejo florestal sustentável é uma das principais atividades desenvolvidas na Amazônia. No entanto, para manejar com eficiência as florestas naturais, é necessário conhecer a estrutura e estimar com acurácia seu estoque de madeira. Diante disso, o objetivo neste estudo foi testar e comparar diferentes estratégias e métodos de modelagem e coeficientes de downgrade para estimar volume comercial individual de espécies nativas da Amazônia, apontando o mais adequado para a estimativa do volume comercial. Os dados de diâmetro à 1,30 m do solo (DAP), altura comercial e volume comercial, utilizados nas estimativas, foram obtidos por meio de inventário florestal a 100%, cubagem e romaneio de toras da Unidade de Produção Anual de número dois (UPA-2), localizada na Floresta Nacional do Tapajós, Belterra, Pará, Brasil. Os métodos utilizados para as estimativas de volume incluíram o fator de forma, modelos tradicionais sem estratificação (equação genérica) e com estratificação (equações por espécie e por classes de diâmetro), além de modelos de efeito misto e redes neurais artificiais (RNA). Esses métodos foram aplicados em duas fontes de dados: cubagem de fustes inteiros (cenário 1), considerando 13 posições relativas à altura comercial, e dados provenientes do romaneio de toras (cenário 2), fase do manejo em que a cubagem é realizada em toras que geralmente variam entre 4 e 7 metros de comprimento. As espécies estudadas foram Dipteryx odorata (Aubl.) Forsyth f., Hymenaea parvifolia Huber, Lecythis lurida (Miers) S.A. Mori, Manilkara elata (Allemão ex Miq.) Monach e Mezilaurus itauba (Meisn.) Taub. ex Mez, que correspondem a 54% do volume total colhido na UPA-2. Nos ajustes por classes de diâmetro, foram utilizadas amplitudes de 15, 20 e 25 cm. Para comparar e selecionar o método mais acurado, foi considerado coeficiente de correlação de Pearson (rŷy), a raiz quadrada do erro médio (RQEM%), viés (bias) e a análise gráfica dos resíduos. Além das estimativas volumétricas, também foram gerados coeficientes de downgrades entre o volume comercial inventariado e colhido. Os resultados obtidos nos cenários avaliados foram semelhantes, no entanto os métodos apresentaram melhores estatísticas no ajuste com os dados de cubagem. Nesse cenário, os erros variaram de 8,86 a 13,56% para os melhores ajustes de cada método. Já para os dados de romaneio, os erros foram mais altos, variando de 15,13 a 34,90%. As estimativas por meio de fatores de forma resultaram nos maiores erros em comparação com os outros métodos, em ambos os cenários, não sendo recomendados sua aplicação. Os modelos genéricos também apresentaram acurácia relativamente baixa, sendo mais acurados apenas em relação ao fator de forma. No entanto, a implementação de estratificação nos modelos tradicionais de regressão melhorou a acurácia das estimativas de volume. Tanto nas equações genéricas quanto nas estratificadas, os modelos de dupla entrada foram mais acurados em comparação ao modelo de Husch, de simples entrada, especialmente o modelo de Schumacher e Hall, que se destacou como o mais eficiente em todas as situações. A modelagem de efeito misto, embora promissora, foi ligeiramente menos acurada do que os modelos tradicionais estratificados por espécie. No entanto, as estimativas realizadas com o uso de Redes Neurais Artificiais (RNA) apresentaram o melhor desempenho estatístico em ambos os cenários analisados, destacando-se como o método mais adequado e recomendado para a estimativa do volume comercial. Por fim, os coeficientes de downgrade são ferramentas eficazes para aumentar a acurácia das estimativas de volume a ser colhido, fornecendo previsões mais realistas e contribuindo para a otimização e o planejamento das operações florestais. |
| Abstract: | Sustainable forest management is one of the main activities carried out in the Amazon. However, to efficiently manage natural forests, it is crucial to understand their structure and accurately estimate their timber stock. In this context, the aim of this study was to test and compare different strategies, modeling methods, and downgrade coefficients to estimate the individual commercial volume of native Amazonian species, identifying the most appropriate one for estimating commercial volume. The data on diameter at breast height (dbh), commercial height, and commercial volume used in the estimates were obtained through a complete (100%) forest inventory, trees cubage, and log scaling at Annual Production Unit number two (APU-2), located in the Tapajós National Forest, Belterra, Pará, Brazil. The methods used for volume estimates included form factor, traditional models without stratification (generic equation), stratified models (speciesspecific equations and diameter class-based equations), as well as mixed-effects models and artificial neural networks (ANN). These methods were applied to two data sources: whole stem cubage (scenario 1), considering 13 relative positions along the commercial height, and data derived from log scaling (scenario 2), a phase of forest management in which cubage is performed on logs that typically range between 4 and 7 meters in length. The species studied were Dipteryx odorata (Aubl.) Forsyth f., Hymenaea parvifolia Huber, Lecythis lurida (Miers) S.A. Mori, Manilkara elata (Allemão ex Miq.) Monach and Mezilaurus itauba (Meisn.) Taub. ex Mez, which account for 54% of the total harvested volume in APU-2. Diameter class intervals of 15, 20 and 25 cm were used in the adjustments. To compare and select the most accurate method, Pearson's correlation coefficient (rŷy), root mean square error (RMSE %), bias, and residual graphical analysis were considered. In addition to volumetric estimates, downgrade coefficients between inventoried and harvested commercial volumes were also generated. The results obtained across the evaluated scenarios were similar; however, the methods demonstrated better fit statistics and precision with the cubage data. In this scenario, errors ranged from 8.86% to 13.56% for the best adjustments of each method. For the log scaling data, the errors were higher, ranging from 15.13% to 34.90%. Volume estimates using form factors resulted in the highest errors compared to other methods in both scenarios and are therefore not recommended. The generic models also showed relatively low accuracy, being only slightly more accurate than the form factor. However, the implementation of stratification in traditional regression models improved the accuracy of the volume estimates. In both generic and stratified equations, the double-entry models were more accurate compared to Husch's single-entry model, with the Schumacher and Hall model standing out as the most efficient in all situations. Mixed-effects modeling, while promising, was slightly less accurate than the traditional stratified models by species. Nevertheless, the estimates obtained using Artificial Neural Networks (ANN) showed the best statistical performance in both analyzed scenarios, emerging as the most recommended method for commercial volume estimation. Finally, downgrade coefficients proved to be effective tools for increasing the accuracy of harvest volume estimates, providing more realistic predictions and contributing to the optimization and planning of forest operations. |
| Palavras-chave: | Estimativa volumétrica RNA Modelo de efeito misto Manejo florestal Volumetric estimation ANN Mixed model Forest management |
| Área(s) do CNPq: | CIENCIAS AGRARIAS::RECURSOS FLORESTAIS E ENGENHARIA FLORESTAL RECURSOS FLORESTAIS E ENGENHARIA FLORESTAL::MANEJO FLORESTAL |
| Idioma: | por |
| País: | Brasil |
| Instituição: | Universidade Estadual do Centro-Oeste |
| Sigla da instituição: | UNICENTRO |
| Departamento: | Unicentro::Departamento de Ciências Florestais |
| Programa: | Programa de Pós-Graduação em Ciências Florestais (Doutorado) |
| Citação: | ALMEIDA, BRUNO RAFAEL SILVA DE. ESTRATÉGIAS PARA A MODELAGEM DE VOLUMES INDIVIDUAIS DE ESPÉCIES NATIVAS COMERCIAIS NA AMAZÔNIA BRASILEIRA. 2024. 144 f. Tese (Programa de Pós-Graduação em Ciências Florestais (Doutorado) - Universidade Estadual do Centro-Oeste, Irati. |
| Tipo de acesso: | Acesso Aberto |
| URI: | http://tede.unicentro.br:8080/jspui/handle/jspui/2470 |
| Data de defesa: | 13-Dec-2024 |
| Appears in Collections: | Programa de Pós-Graduação em Ciências Florestais (Doutorado) |
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