Análise do uso da tecnologia laser aerotransportado para inventários florestais em plantios clonais de Eucalyptus sp no sul da Bahia

Abstract

A aplicação da tecnologia LASER aerotransportado (ALS) para realização de inventários florestais, tem se apresentado como excelente alternativa para a área de planejamento florestal, principalmente pelos ótimos resultados em termos de precisão das estimativas, pelas facilidades de uso e demais produtos e benefícios advindos do sobrevôo com o LASER. A evolução e o menor custo das tecnologias GPS e Sistemas de Medição Inercial têm sido o principal fator de sucesso para a aplicação da tecnologia ALS. Vários trabalhos de análise da tecnologia LASER aerotransportado, em inventários florestais, alguns até mesmo em escalas comerciais (NAESSET, 2007), têm sido realizados principalmente na Europa e no Canadá. Os resultados têm sido muito atraentes, dentre os quais se destacam as estimativas de volume e de área basal que têm apresentado erros de no máximo 8,4%, dependendo das configurações da área amostrada. Sendo assim, este trabalho teve por objetivo analisar o uso da tecnologia ALS para a realização de inventários florestais em níveis de parcela e talhão em plantios clonais de Eucalyptus sp, no sul do estado da Bahia. Para tanto foram realizados levantamentos de campos que permitiram a estimação de parâmetros como área basal, altura de árvores média e das dominantes e volume, em parcelas circulares de treze metros de raio, nas quais foram coletados o diâmetro de todas as árvores e a altura de uma a cada sete árvores da parcela. A área sobrevoada para coleta dos dados LASER foram duas faixas de aproximadamente 2x20km. Os dados LASER foram processados para se obter os percentís das observações ALS nos níveis 10 (f_h10), 30 (f_h30), 50 (f_h50), 70 (f_h70) e 90 (f_h90), bem como a densidade de pontos nos respectivos percentís (f_p10, f_p30, f_p50, f_p70 e f_p90), e a altura média (f_havg) e o desvio padrão (f_hstd) desses pontos. Essas estatísticas foram utilizadas em modelos de regressão para estimar diâmetro médio, altura média, altura dominante, área basal e volume das parcelas amostradas. Para o volume, uma avaliação exploratória de diferentes combinações de variáveis permitiu a definição das relações mais promissoras e a utilização dessas variáveis mais promissoras no ajuste de modelos já consagrados na área de biometria e inventário florestal. As observações ALS que melhor ajustaram diâmetro médio foram f_h30 e f_p30, com R2=0,88 e RQEM%=0,0004; para altura média, f_h10 e f_h90 geraram boas estimativas, com R2=0,94 e RQEM%=0,0003, enquanto que para altura dominante, as melhores estimativas foram obtidas com f_h90, apresentando R2=0,96 e RQEM%=0,0003; e para área basal, os melhores ajustes usaram idade, f_h10 e f_havg, sendo R2=0,92 e RQEM%=0,0016. No caso de volume, os dois melhores modelos exploratórios apontam para o uso de idade, f_h30 e f_p90, em ambos os casos, e ambos com R2 entre 0,94 e 0,95 e RQEM% entre 0,002 e 0,003. Já, dentre os modelos biométricos testados, os melhores foram os de Schumacher ajustado com idade e f_h90; Clutter ajustado com idade, f_havg e f_h70; e de Buckman ajustado com idade, f_havg e f_h10.

The application of the airborne laser scanning (ALS) technology for forest inventories execution, have been presented as an excellent alternative to the forest planning area, particularly by the excellent results in terms of accuracy of the estimates, by the facilities of usage and other products and benefits derived from LASER overflight. The technology evolution and lower cost for GPS and Inertial Measurement Units have been the main factor of the success for ALS technology application. Several studies of ALS technology analysis in forest inventories, some even in commercial scales (NAESSET, 2007), have been conducted mainly in Europe and Canada. The results have been very attractive, among which there are the volume and basal area estimates which have made errors of up to 8.4% depending on the settings of the sampled area. Thus, this study aimed to examine the use of the ALS technology for forest inventories executions at plot and stands levels in clonal Eucalyptus sp plantations in the south of Bahia state. Field surveys were conducted to provide the parameters estimation such as diameter, tree heights, basal area and volume in circular plots of thirteen-meter radius, which were the diameter of all trees and height of a the seven trees of each plot. The overflown areas for LASER data collection were two bands of approximately 2x20km. LASER data were processed to obtain the percentiles of the ALS observations in the following levels 10 (f_h10), 30 (f_h30), 50 (f_h50), 70 (f_h70) e 90 (f_h90), and 90 (f_h90) and the density of points in the respective percentiles (f_p10, f_p30, f_p50, f_p70 and f_p90), the average height of the points (f_havg) and the standard deviation (f_hstd). These statistics were used in the regression models to estimate mean diameter, mean height, dominant height, basal area and volume of the sampled plots. For the volume, an exploration of different combinations of the variables supported the definition of the most promising relations and most promising use of these variables in the set of models already established in the biometrics and forest inventory area.The ALS observations that better fit to the average diameter were f_h30 and f_p30, resulting in a R2=0.88 and RQEM%=0.0004; for the average height, f_h10 and f_h90 generate good estimates, having R2=0.94 and RQEM%=0. 0003, therefore for the dominant height, the best estimates were obtained with f_h90, showing R2=0.96 and RQEM%=0.0003. For the basal area, the best fit used age, f_h10 and f_havg, presenting a R2=0.92 and RQEM%=0.0016. In the volume case, the two best exploratory models point to the use of age, f_h30 and f_p90, both with R 2 between 0.94 and 0.95 and RQEM% between 000.2 and 000.3. Among the biometric tested models, the best were Schumacher fitted by age and f_h90; Clutter fitted by age, f_havg and f_h70; Buckman fitted by age, f_havg and f_h10.