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Um estudo foi conduzido objetivando desenvolver metodologia para avaliação de danos bióticos em áreas plantadas com Araucarla angustifolia Bert. 0. Ktze.. A base necessária de informações quantificadas foi obtida por: a) coleta de dados em inventário de campo, e b) interpretação de Fotografias aéreas Verticais Não-Métricas. A essência da metodologia utilizada envolveu uma "Avaliação Combinada" dos dados obtidos segundo aquelas duas fontes de informação. A avaliação possibilitou a detecção de seis estágios de evolução do dano. Estes, por sua vez foram identificados através do uso de chaves de classificação seletiva elaboradas, tanto para campo como para fotografias aéreas. Finalmente calculou-se a intensidade do dano, para cada talhão, auxiliando a empresa florestal no controle do agente daninho e também para uma eventual reformulação do plano de manejo em áreas onde os danos foram consideráveis.

Prefácio

O objetivo deste trabalho foi testar os métodos de “Segmentação MultiResolução” e “Classificação Orientada a Objetos” para a identificação de duas espécies de árvores (Sclerolobium paniculatum e Mabea fistulifera) presentes em uma área de Cerradão no estado de São Paulo, utilizando imagens do satélite Quickbird combinadas a informações espaciais das espécies. Para isto, o resultado da classificação foi comparado com dados de campo, sendo sua acurácia avaliada através da matriz de confusão e do cálculo do coeficiente Kappa. A identificação das duas espécies pelo método de classificação orientada a objetos foi satisfatória (Kappa superior a 80%). A utilização de um modelo de distribuição potencial de S. paniculatum melhorou o resultado da classificação. Estes resultados indicam que, para a formação florestal estudada, a resolução espacial do satélite Quickbird pode ser satisfatória para a identificação de copas de árvores que se destacam no dossel por serem emergentes e/ou apresentarem resposta espectral característica. A baixa resolução espectral destas imagens pode ser compensada pelo uso de informações espaciais dos indivíduos de interesse na classificação orientada a objetos.Abstract The objective of this investigation was to identify two tree species (S. paniculatum and Mabea fistulifera) within a Cerradão (Savanna Forest) area in the state of São Paulo in satellite images. Quickbird images, associated with the species spatial data, were used to implement a multi-resolution segmentation and object-oriented classification approach. Classification accuracy was assessed by comparing our results, from the automated technique, with available field data using the Kappa coefficient. The objectoriented classification results appear to be particularly satisfactory for both species (Kappa > 80%). The S. paniculatum probability distribution map improved this classification. The results show that, depending on the forest type and species of interest, the spatial resolution of Quickbird images is sufficient for the identification of individual tree crowns. The low spectral resolution of these images is somewhat compensated by the spatial information available for the species of interest defi ned in our object-oriented classification.

O presente estudo tem como principal objetivo a obtenção de variáveis dendrométricas de árvores em um povoamento de Pinus sp a partir de dados scanner terrestre. O povoamento de pinus possui quarenta anos de idade, já sofreu desbastes, e apresenta uma densidade de cerca de 890 arv./ha. A metodologia iniciou-se com a coleta de dados de forma tradicional e com o equipamento ILRIS-3D (OPTECH). Com o auxilio de GPS geodésico e estação total determinou-se coordenadas de alvos na floresta que serviram de base para georreferenciamento do scanner. A varredura foi realizada em um giro de 360 graus com resoluções de 10 mm e 50 mm a 50 metros em dois pontos distintos do povoamento. Os dados da varredura foram processados com o intuito de isolar e filtrar uma árvore. Como resultado, chegou-se a um bom isolamento de árvores e filtragem de pontos, obteve-se ainda a altura total de 31,93 metros e alturas parciais em intervalos de 1 metro relativas a uma árvore do povoamento. A tecnologia laser scanner terrestre apresenta potencial promissor para área florestal abrangendo a aplicação em inventários florestais, planejamento de manejo, produção e colheita florestal.AbstractThis study has as its main objective the obtaining of dendrometric variables of trees in a stand of Pinus sp data from terrestrial laser scanner. The stand of pine is 40 years of age, has suffered thinning, and has a density of about 890 arv./ha. The methodology began with the collect of data from traditional form and with the ILRIS-3D equipment (OPTECH). With the help of a geodesic GPS and a total station, it was determined coordinates of targets in the forest that formed the basis for georeferencing the scanner data. The scan was performed on a spin of 360 degrees with resolutions of 10mm and 50mm at 50 meters, at two different points of acquisition. The scanned data were processed in order to isolate and fi lter a tree. As a result, it was got to a good fi ltering and isolation of a tree on the stand with a total height of 31.93 meters and partial heights in intervals of 1 meter. The laser scanner technology shows a promising potential for forest area covering applications in forest inventories, planning, management, production and harvest forest.

Orientadora: Professora Drª. Christel Lingnau Coorientador: Professor Dr. Daniel Rodrigues dos Santos Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências Agrárias, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Florestal. Defesa : Curitiba, 09/03/2018 Inclui referências Área de concentração: Manejo florestal Resumo: Esta pesquisa teve como objetivo a criação de um algoritmo para detecção automática de árvores a partir de nuvens de pontos 3D gerados de imagens ópticas de RPAS. O algoritmo criado, denominado DAA (Detecção Automática de Árvores), cujo funcionamento baseia-se na metodologia de filtro de máximos globais, foi aplicado em dois tipos de povoamentos florestais de Pinus spp.: plantio jovem, de 2 anos de idade e plantio adulto, de 11 anos recém desbastado. Para analisar o potencial de funcionamento do DAA, este foi inicialmente aplicado na nuvem de pontos 3D pré-processada do plantio jovem, de 2 anos de idade. O resultado obtido mostrou-se satisfatório, com 91% das árvores detectadas automaticamente pelo algoritmo. Quando aplicado no plantio adulto, o DAA foi comparado a outro algoritmo de detecção automática de árvores, o ITD (Individual Tree Detection), cujo princípio de funcionamento tem como base o método de filtro de máximos locais, o mais utilizado para este objetivo. Ao comparar os dois algoritmos com os métodos de contagem em campo das árvores e contagem por fotointerepretação de ortofoto, o DAA apresentou melhores resultados, com 93% de árvores detectadas corretamente, quando comparado a contagem pela ortofoto e 89% em relação ao censo florestal. Em contrapartida, o ITD apresentou valores de 71% de acertos em relação a ortofoto e 74% em relação ao censo florestal. Portanto, o algoritmo ITD subestimou o número total de árvores do talhão adulto, e o DAA obteve melhor desempenho para esta finalidade. Palavras-chaves: Automatização. Filtro de máximos globais. Censo florestal. RPAS. Sensoriamento Remoto 3D. Abstract: The goal of this research was the creation of an algorithm for automatic detection of trees from point cloud generated by RPAS's optical images. The algorithm, called DAA (Detecção Automática de Árvores), whose operation is based on the methodology of global maxima filter, was applied in two types of Pinus taeda's forests plantings: young planting, 2 years of age and adult planting, of 11 years old. To analyze the potential for DAA, it was first applied in a pre-processed 3D spot cloud of young, 2-year-old planting. The result obtained was satisfactory, with 91% of the seedlings detected automatically by the algorithm. When applied to adult planting, the DAA was compared to another algorithm of automatic tree detection, the ITD (Individual Tree Detection), whose principle of operation is based on the method of local maxima filter, the most used for this type of activity. When comparing the two algorithms with the counting methods in the field and counting by photointerpretation of orthophoto, the DAA presented better results, with 93% of correctly detected trees when compared to orthophoto counts and 89% in relation to the forest census. On the other hand, the ITD presented values of 71% of hits in relation to orthophoto and 74% in relation to the forest census. Therefore, the ITD algorithm underestimated the total number of trees in the adult field, and DAA obtained better performance for this purpose. Key-words: Automation. 3D Remote Sensing. Forest census. Global maxima filter. RPAS.

Orientador : Prof. Dr. Franklin Galvão Coorientador : Dr. Christel Lingnau Coorientador : Dr. Rosemeri Segecin Moro Tese (doutorado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências Agrárias, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Florestal. Defesa: Curitiba, 31/03/2017 Inclui referências Resumo: Neste trabalho analisou-se a relação entre a dinâmica da paisagem aluvial e o crescimento de Gymnanthes klotzschiana Müll. Arg. (branquilho), para verificar os efeitos dos sucessivos períodos econômicos sobre a espécie e sobre a planície do rio Pitangui, Paraná - Brasil. Para verificar as mudanças na paisagem foram usadas imagens dos anos de 1953, 1980, 2001 e 2012, considerando as alterações nas unidades - vegetação florestal (VF), vegetação herbácea (VH) e áreas antrópicas (AA) - por meio de análise espacial, métricas e indicadores. Para as análises dendroecológicas de Gymnanthes klotzschiana foram demarcados sete pontos ao longo da planície, nos quais foram selecionadas três árvores, para coleta das séries de crescimento. As amostras foram tratadas e digitalizadas em imagens para mensuração da largura dos anéis de crescimento. Em seguida, as séries foram sincronizadas para obtenção das cronologias padronizadas, as quais foram relacionadas com dados regionais históricos de precipitação e temperatura, e uso do solo local. Para o Capítulo I, os resultados da dinâmica da paisagem mostraram a vegetação nativa, que constituía 99,5% da área em 1953, tendo parte substituída por AA a partir de 1980 (10,3%), chegando a ocupar 12% da planície (175,5 ha) em 2012. Enquanto a VF expandiu 5,5% as áreas de VH contabilizaram uma redução de 14,5%, substituídas principalmente por áreas agricultáveis e, recentemente, por plantios de espécies arbóreas exóticas. As transformações ocorridas expressam mudanças nas práticas de uso, com a exploração de madeira como fonte energética e abertura gradativa de áreas destinadas à agricultura. Os resultados evidenciam a influência dos períodos econômicos, vinculados a interesses socioambientais e dispositivos legais, na dinâmica da paisagem. A VH foi mais afetada, o que remete às práticas de manejo e às políticas públicas equivocadas no passado. Para o Capítulo II, a análise dendroecológica da área incluiu um total de 38 séries temporais, gerando uma cronologia de 55 anos, entre 1958 e 2012, com 0,491 de intercorrelação e sensibilidade média de 0,45. Os resultados indicaram a temperatura mínima como a principal variável de controle do crescimento dos indivíduos da área, mesmo sem atingir valor significativo (p = ±0,26). Para o Capítulo III, a análise dendroecológica entre os pontos gerou cronologias de 34 a 55 anos. Os resultados não apontaram variações significativas entre as séries dos pontos. A análise de agrupamento mostrou o isolamento do ponto 3, situado nas áreas mais afetadas pelo uso antrópico, sobretudo no período entre 1981 e 2001. A partir dos resultados conclui-se que a espécie analisada na região possui potencial para estudos que associem a dinâmica da paisagem com Dendroecologia. Palavras-chave: Ecologia da Paisagem; Dendroecologia; influência antrópica Abstract: In this research was analyzed the relationship between the alluvial landscape change and dendroecological patterns of Gymnanthes klotzschiana Müll. Arg., to verify the effects of successive economic periods on the growth of the specie and on the Pitangui river plain, Brazil. In order to verify landscape changings, was used 1953, 1980, 2001, and 2012 images by means of spatial analysis and indicators, considering the forest vegetation (VF), herbaceous vegetation (VH), and anthropogenic areas (AA). Was performed dendroecological analysis at seven points upon the largest trees for collection of the growth series. Samples were treated and digitized in images to measure growth rings. Then, standardized chronologies were obtained related to both the historical regional precipitation, and temperature data, as local land use changes. In Chapter I, was discuss the influence of the economic periods in the land use change as well the socioenvironmental interests and legal devices. Results pointed the native vegetation replacement, from 99.5% of the area in 1953, to 89.7% in 1980, and 88% in 2012. While VF expanded 5.5%, VH areas reducted 14.5%, mainly due to exploitation of wood for energy and gradual opening for agriculture and plantations. Thus, VH areas were more affected, which refers to the poor management practices and past public policies. In Chapter II, the dendroecological analysis of 38 series generated a 55-yrs chronology (1958 to 2012), with 0.491 of intercorrelation and mean sensitivity of 0.45. The results indicated the minimum temperature as the main predictor variable (p ? 0.05). In Chapter III, the dendroecological analysis among the points generated chronologies from 34 to 55 years, with no significant variations. By means a cluster analysis, point 3 was apart, as the most affected by anthropogenic use, especially between 1981 and 2001. It was concluded that Gymnanthes klotzschiana has potential for studies that associate land use change analysis and Dendroecology. Key-words: Landscape Ecology; Dendroecology; anthropogenic influence

Orientador : Profª. Drª. Christel Lingnau Coorientadores : Prof. Dr. Álvaro Muriel Lima Machado e Prof. Dr. Sylvio Péllico Netto Tese (doutorado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências Agrárias, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Florestal. Defesa: Curitiba, 11/03/2016 Inclui referências ao final de cada capítulo Área de concentração : Manejo florestal Resumo: O presente estudo teve como objetivo geral a obtenção do volume do tronco de árvores individuais em povoamentos clonais de Eucalyptus spp. a partir da modelagem de dados da varredura laser terrestre. A área de estudo está localizada no município de Três Lagoas - MS, em povoamentos clonais de: Eucalyptus grandis e Eucalyptus urophylla - 2 anos; Eucalyptus urograndis - 4 e 5 anos. A coleta de dados foi realizada por meio de varredura laser terrestre, simples e múltipla, e da mensuração florestal convencional em doze parcelas circulares de 400 m2. Para validação dos resultados foram derrubadas e cubadas 103 árvores. As varreduras foram submetidas ao registro e à delimitação da nuvem de pontos da parcela. O algoritmo Tree Detection in Plantation foi desenvolvido e proposto para a detecção semiautomática de árvores com base no padrão de alinhamento do povoamento. Após a detecção, as árvores foram submetidas a um procedimento de filtragem e, posteriormente, foi realizada a modelagem do tronco para obtenção do volume por dois métodos: I) Rede triangular irregular (TIN); e II) Ajuste de Circunferências (AC). No ápice da árvore, onde não foi possível modelar o tronco, a modelagem por regressão foi aplicada. Os modelos polinomiais de Schöpfer e de Hradetzki foram ajustados às séries diamétricas obtidas na cubagem convencional e àquelas extraídas da varredura laser terrestre. Os resultados demonstraram que a utilização de múltiplas estações reduz o efeito de sombreamento no levantamento das parcelas circulares. A aplicação do método de detecção de árvores em conjunto com a análise visual da nuvem de pontos resultou na identificação de 100% das árvores. A altura média alcançada na filtragem em relação à altura total foi de aproximadamente 29%, 53%, e 69% para as árvores de dois, quatro, e cinco anos, respectivamente. O volume tridimensional do tronco resultou em subestimativas de até 32% nas primeiras toras quando comparado com o método de Smalian (diâmetros medidos com a suta). Os métodos de cubagem diferiram estatisticamente pelo teste de Friedman (? = 5%), em que o modelo TIN apresentou os menores valores para a variável volume. As métricas altura total e DAP apresentaram correspondência aos dados de cubagem rigorosa com R2 = 0,98 para os povoamentos de 5 anos. O perfil do tronco foi mais bem expresso pelo modelo Polinomial de Potências Inteiras e Fracionárias utilizando os diâmetros de cubagem. Para os dados laser, o modelo polinomial de Potências Inteiras e Fracionárias representou melhor o perfil do tronco para 4 anos, enquanto o modelo Polinomial de Quinto Grau apresentou o melhor ajuste para povoamentos de 5 anos. Os modelos não conseguiram representar o perfil do tronco para as árvores de 2 anos. A validação dos modelos ajustados resultou em erros médios nas estimativas para os povoamentos de 4 e 5 anos, respectivamente, entre 6,28% e 8,45% para os diâmetros ao longo do tronco e 13,81% e 14,86% para o volume. O levantamento por varredura laser terrestre em florestas estará sujeito aos efeitos de oclusão, sombreamento e ao deslocamento do eixo da árvore ocasionado pelo vento durante a coleta de dados. Esses efeitos podem ser considerados como limitantes na utilização do laser terrestre e devem ser solucionados com o aprimoramento das técnicas de processamento das nuvens de pontos. Palavras chave: varredura laser terrestre, detecção de árvores, modelagem tridimensional, afilamento do tronco. Abstract: This study sought to find the volume of individual trees in clonal stands of Eucalyptus spp. using models derived from terrestrial laser scanning data. The study area is located in the municipality of Três Lagoas, MS, Brazil. Clonal stands consist of 2-yearsold Eucalyptus grandis and Eucalyptus urophylla, and also 4- and 5-years-old Eucalyptus urograndis. Single and multiple terrestrial laser scan data was collected, as well as conventional methods from twelve circular plots with 400 m2. Results were validated using 103 felled trees. Scanned point clouds were registered and demarcated by plot. The algorithm Tree Detection in Plantation used here was developed and proposed for semi-automatic detection of trees based on stand row alignment. Detected trees were subject to a filtering process and stem volume modeled by two methods: I) Triangular Irregular Network (TIN); and II) adjustment of circumferences (AC). Modeling by regression was applied at the apex of the tree, where the trunk could not be modeled. The Schöpfer and Hradetzki polynomial models fitted to the diametric series derived from conventional measurements and those extracted from terrestrial lidar scanning. The results showed that the using multiple stations reduces the shadowing effect of scanning in the circular plots. The tree detection method used in combination with visual examination of the point clouds resulted in identification of 100% of trees. The average height reached in filtering over the full height was approximately 29%, 53%, and 69% for two-, four-, and five-yearsold trees, respectively. The three-dimensional volume of the stem resulted in underestimation up to 32% of the first logs compared to the Smalian method (diameters measured with calipers). Using the Friedman test (? = 5%) the volume estimation methods were statistically different, whereby the TIN model presented the lowest volume estimates. Total height and DBH were similar to conventional measurement data (R2 = 0.98) for 5-years-old stands. The stem profile was best expressed by the polynomial model with integer and fractional powers when the database consisted of diameter measurements. For the LIDAR data, the polynomial model with integer and fractional powers best represented stem profile of four-years-old tree while a fifth degree polynomial model described five-years-old stands best. The models did not adequately represent the stem profile of two-years-old trees. Validation of the fitted models resulted in mean errors in the estimates between 6.28% and 8.45% for the diameter series in 4-years-old and 5-years-old stands, respectively, and 13.81% and 14.86% error for the volume, respectively. Surveying by terrestrial laser scanning in forests will be subject to the effects of occlusion, shadowing, and the displacement of the tree axis by wind during data collection. These are effects that limiting the use of the terrestrial lidar and should be solved by improving cloud point processing techniques. Keywords: terrestrial laser scanning, tree detection, three-dimensional modeling, stem taper.

Orientador : Profª. Drª. Christel Lingnau Coorientadores : Prof. Dr. Alvaro Muriel Lima Machado e Prof. Dr. Afonso Figueiredo Filho Tese (doutorado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências Agrárias, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Florestal. Defesa: Curitiba, 28/05/2015 Inclui referências : f. 79-85 Área de concentração : Manejo florestal Resumo: O objetivo desta pesquisa foi avaliar a aplicação da varredura laser terrestre simples e múltipla na detecção de árvores e na determinação do DAP em plantios clonais de Eucalyptus spp, considerando diferentes posicionamentos do equipamento e tamanho de unidades amostrais. O equipamento Trimble TX5 foi posicionado no centro e em quatro pontos externos à unidade amostral circular formando um quadrilátero. A varredura simples foi testada apenas com a posição do equipamento no centro da unidade amostral. Para varreduras múltiplas foram avaliadas dois e três arranjos de varredura, as quais levam em consideração a posição do equipamento em relação às linhas de plantio. A detecção automática de árvores foi realizada a partir do algoritmo baseado em uma malha de projeção de pontos 2D, onde unidades amostrais circulares de 200, 300 e 400 m² foram avaliadas. A determinação do DAP foi realizada pelo algoritmo de distância máxima, considerando os diferentes tamanhos das unidades amostrais para varreduras simples e múltiplas. A varredura simples, para a idade de 2 anos sem desrama, apresentou ótimos resultados, sendo que 100% das árvores em unidades amostrais de 200 e 300 m² foram detectadas. Para as idades de 2, 4,5 e 5,5 anos em unidades amostrais de 300 e 400 m², não foi possível a detecção de 100% das árvores com varredura simples, pois à medida que aumenta o diâmetro a acurácia diminui. A análise sobre varreduras múltiplas com dois posicionamentos do equipamento laser possibilitou a detecção de 100% das árvores nos três tamanhos de unidades amostrais até a idade de 4,5 anos. Para a idade de 5,5 anos, verificou-se a necessidade de empregar três varreduras para detecção de todas as árvores devido aos maiores diâmetros. A determinação do diâmetro médio para todas as idades não apresentou diferença estatística no nível de 95% de probabilidade, com erros variando entre -5,3% a 4,7%. Os resultados indicam que o número de varreduras com o intuito de detectar 100% das arvores está relacionado principalmente com o DAP médio, considerando o espaçamento de plantio neste estudo de caso. Abstract: The objective of this research was to evaluate the use of single and multiple terrestrial laser scanning in detecting trees and in determining DBH in clonal plantations of Eucalyptus spp at varying equipment locations and in varying sample unit sizes. Trimble TX5 units were positioned in the center and at four locations external to the circular sample unit in the form of a quadrilateral. A simple scan was tested only at the center location of each sample unit. For multiple scans two and three scanning arrangements were assessed, taking into account the position of the equipment with respect to the plantation rows. Automatic detection was performed on trees using an algorithm based on grid of 2D projection points where circular sampling units of 200, 300 and 400 m² were evaluated. DBH was determined using the maximum distance algorithm, considering both the various sample unit sizes and single or multiple scan regime. A simple scan of a 2-year-old unpruned trees yielded excellent results, with 100% detection of the trees in sampling units within 200 and 300 meters. Meanwhile 100% of 2, 4.5 and 5.5-year-old trees in sample units of 300 and 400 m², could not be detected with a simple scan, because as diameter increases accuracy decreases. The analysis of multiple scans using laser equipment placed at two locations enabled detection of 100% of the trees in three sample unit sizes in trees up to 4.5 years old. At age 5.5 years, three scans were required to detect all trees because of their larger diameters. There was no statistical difference (at 95% probability) between mean diameters of an age group, with errors ranging from -5.3% to 4.7%. Results indicate that in order to detect 100% of the trees, the number of scans depends largely on the average DBH, given the plant spacing in this case study.

Orientador : Prof. Dr. Sylvio Péllico Netto Coorientadora : Profª. Drª. Christel Lingnau Coorientador : Prof. Dr. Afonso Figueiredo Filho Tese (doutorado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências Agrárias, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Florestal. Defesa: Curitiba, 10/02/2014 Inclui referências Área de concentração : Manejo florestal Resumo: A pesquisa teve como objetivo propor métodos alternativos e eficazes para a classificação do comportamento espacial de indivíduos arbóreos da Floresta Ombrófila Mista (FOM) e, para isso, o presente estudo está dividido em quatro capítulos, que tem os seguintes objetivos específicos: O primeiro analisa a relação entre a espacialização das espécies, advindas da aplicação da técnica da Análise Fatorial, em correspondência às variáveis de densidade, dominância e frequência, assim como sugere um modelo que defina cada conjunto de indivíduos alocados dentro dos grupos que foram classificados, por meio dos escores fatoriais de cada fator. O segundo capítulo desenvolve um método que classifica as espécies arbóreas da FOM, em relação ao padrão de dispersão espacial dos indivíduos. O terceiro capítulo propõe um novo instrumento metodológico, desenvolvido através da técnica da Análise Fatorial para classificar espécies de florestas nativas, em relação ao valor de cobertura de Braun-Blanquet, enquanto o quarto capítulo determina um novo processo de classificação da importância das espécies dentro de uma área de FOM. Os dados utilizados para o desenvolvimento da pesquisa são oriundos do levantamento amostral de 2007/2008, realizado em um fragmento de FOM, localizado no segundo planalto paranaense, entre os municípios de Fernandes Pinheiro e Teixeira Soares, a 5 km de Irati, PR. Os resultados dos métodos desenvolvidos estão apresentados em tabelas, que tem por finalidade orientar a classificação frente à variação de amplitude entre e dentro dos fatores, assim como em correspondência às variáveis fitossociológicas. As discussões ocorreram por intermédio do processo de espacialização ordenada dos indivíduos na área do experimento, conforme resultados dos métodos. Por fim, a pesquisa mostra que apenas um fator ou uma variável relativa: densidade, dominância ou frequência é limitado para classificar todas as espécies arbóreas das parcelas permanentes, em virtude dessas apresentarem características morfológicas próprias. Assim, esses novos procedimentos metodológicos, advindos da Análise Fatorial, podem ser utilizados como instrumentos de classificação do comportamento na disposição dos indivíduos da mesma espécie, nível de valor de cobertura e importância das espécies nas parcelas permanentes. Abstract: The research had as objective to propose alternative and effective methods for classification of the spatial dispersion pattern of tree individuals of the Tropical Mixed Forest (TMF) and, for this reason, the present study is divided into four chapters, which has the following specific objectives: The first examines the relationship between the spatialization of species, resulting from the application of the technique of Factor Analysis, in correspondence to the phytosociological indices of density, dominance and frequency, as well as suggests a model that define each set of individuals allocated within the groups that were classified, by means of factorial scores for each factor. The second develops a method that classifies the arboreal species of TMF, in relation to the pattern of spatial dispersion of individuals. The third proposes a new methodological tool, developed through the technique of Factorial Analysis to classify species of native forests, in relation to the index value of covering of Braun-Blanquet , while the fourth determines a new process of classification of the importance of species within an area of TMF. The data used for the development of the research are derived from the sample survey of 2007/2008, held in a fragment of TMF, located in Parana plateau, between the municipalities of Fernandes Pinheiro and Teixeira Soares, 5 km from Irati, PR. The results of the methods developed are presented in tables, which aims to guide the classification front the amplitude variation between and within the factors, as well as in correspondence to phytosociological indices. The discussions occurred through evaluation of the ordered spatialization of individuals in the area of the experiment, according to the results of the methods. Finally, the survey shows that only one factor or a relative variable: density, dominance or frequency is limited for sorting all the arboreal species in permanent plots, due to their morphological characteristics. Thus, these new procedures, originated from the Factorial Analysis, can be used as instruments for the classification of the pattern of spatial behavior, the level of value of coverage and importance of species in permanent plots.

A elevada taxa de extinções de espécies no Planeta deve-se principalmente à perda, fragmentação e degradação de hábitats naturais. A melhor maneira de se evitar a extinção de espécies é a preservação in situ, que se faz pela proteção de áreas naturais. O Estado do Paraná possui a maior área contínua de remanescente de Floresta Atlântica do país, bioma este entre os mais ameaçados do mundo. Esta área abrange o litoral norte do Estado e compreende uma série de unidades de conservação de diferentes categorias, sendo a Área de Proteção Ambiental de Guaraqueçaba a de maior extensão englobando as demais. Essa sobreposição de áreas protegidas é prevista no Sistema Nacional de Unidades de conservação - SNUC, o qual regulamenta e institui as áreas naturais protegidas no Brasil, e tem a finalidade de formar uma rede de unidades que se comuniquem e interajam. O presente trabalho teve como objetivo analisar a estrutura da paisagem, matriz e fragmentos, das unidades de conservação que ocorrem na área da APA, a fim de verificar a funcionalidade do mosaico. A partir da classificação supervisionada por máxima verossimilhança da imagem digital Landsat 5 TM, foi feita a classificação da cobertura do solo da área e definidos os atributos de área e perímetro dos polígonos obtidos. Feita a análise da estrutura da paisagem, constatou-se que as UCs se comunicam por meio de uma matriz de vegetação nativa, comum a todas as unidades, interrompida pela presença de fragmentos. Cerca de 21% da área de estudo são formados por fragmentos, os quais pertencem às classes de vegetação alterada, solo descoberto, áreas urbanizadas, areia e água; em grande parte possuem menos de um hectare e têm forma regular. As UCs possuem a mesma classe de cobertura do solo com vegetação nativa, que também representa a matriz do mosaico analisado. As categorias de manejo dessas áreas condizem com os objetivos citados nos Decretos de criação de cada UC. Quanto às zonas de amortecimento das UCs de proteção integral, essas não estão totalmente inseridas dentro dos limites das APAs Federal e Estadual de Guaraqueçaba, sendo que parte das zonas de amortecimento é formada por áreas marinhas. Conclui-se que, quando observadas em conjunto, cada UC contribui para a conservação da paisagem local da área, formando um mosaico funcional de áreas naturais protegidas segundo os fundamentos da estrutura da paisagem e da legislação do mosaico

A paisagem da região sul do Brasil é formada por floresta, campo, água e agricultura entre outros. Mesmo com essa heterogeneidade, o estudo de qualquer elemento da paisagem está relacionado com o todo, tornando-se imprescindível o entendimento dos padrões que compõem essa paisagem. Uma das dificuldades encontradas nas análises desses padrões espaciais, era definir e quantificar as formas irregulares descritas pela natureza. No entanto, desde que Mandelbrot introduziu a teoria dos fractais em 1975, a geometria fractal tem sido utilizada para tratar dessas variações espaciais. Esta pesquisa utilizou os fractais para analisar o padrão da paisagem de uma Floresta Ombrófila Mista localizada no município de General Carneiro - PR. A partir da imagem classificada do Landsat-5 TM, determinou-se os índices da dimensão fractal "D" e do parâmetro de Pareto "a' para cada tipologia, O cálculo da dimensão fractal "D" foi baseado na relação área-perímetro, e o parâmetro de Pareto na relação entre áreas. Com a análise fractal foi possível associar o padrão de cobertura com tais índices. Os resultados mostraram que os fragmentos de araucária são os maiores ("a" =~ 16,5) e têm as bordas mais sinuosas ("D" =~ 1,42). Os menores fragmentos são de capoeira ("a" =~ 13,3), e a classe água tem os fragmentos com as bordas mais simples ("D" =~ 1,25). Este estudo mostrou que a análise fractal fornece índices que diminuem o grau de subjetividade na avaliação e entendimento da fragmentação da paisagem.

Com o objetivo de subsidiar ações de recuperação dos ecossistemas em uma área afetada por derramamento de óleo, imagens do satélite lkonos e Sistemas de Informações Geográficas foram utilizados para apoiar a análise da ecologia da paisagem estudada, O trabalho iniciou-se pelo mapeamento preliminar de parte da área de estudo, a partir de fotografias aéreas na escala de 1:15000 momento no qual foram definidas as classes de cobertura do solo. Posteriorrnente, um detalhamento maior pôde ser obtido, quando se observaram diferenças marcantes na fitofisionomia dos ecossistemas, gerando um novo conjunto de classes. As imagens do satélite lkonos foram então classificadas1 visando a obtenção de um mapa temático de toda a área de estudo. O algoritmo de Máxima Verossimilhança foi comparado com o de Redes Neurais Artificiais, objetivando o desenvolvimento de uma metodologia de classificação supervisionada para imagens de alta resolução espacial. Contudo, bons resultados não foram obtidos, sendo necessária a interpretação visual da imagem. Os sistemas de informações geográficas permitiram integrar as informações e realizar inúmeras análises espaciais, o que possibilitou uma interpretação dos padrões, dos processos e da estrutura da ecologia da paisagem estudada. Baseando-se nestas características, pôde-se realizar uma simulação de condições ecológicas mais favoráveis, a partir da qual se propõem medidas para mitigação dos impactos gerados pelo acidente, através de uma configuração otimizada da paisagem. Acredita-se que o aperfeiçoamento destas metodologias permitirá analisar e entender as interações entre as unidades de paisagem, essenciais para o planejamento integrado do uso do solo, sob pontos de vista distintos, como produção e conservação da natureza

O objetivo deste trabalho é avaliar o potencial da classificação orientada a objeto aplicada a imagem de alta resolução espacial, para a geração de informações a respeito da cobertura e uso do solo em bacias hidrográficas auxiliando órgãos competentes na inferência do manejo dos recursos naturais. Para isto, foi adquirida uma imagem multiespectral do satélite Ikonos de uma microbacia hidrográfica, que possui a importante função de abastecimento de água, da cidade de Nova Esperança -PR. Evidenciando uma acurada e rica extração de informações espectrais da imagem, foram utilizadas técnicas de anãlise orientada a objetos para a classificação da imagem. A metodologia baseou em realizar um comparativo entre diferentes valores para determinar a segmentação, seguido de uma identificação de parâmetros que melhor discriminam as classes levantadas as quais foram comparadas e padronizadas através de funções de pertinência (Lógica Fuzzy). Os resultados foram comparados e a imagem foi refinada através do uso de técnicas de herança (subclasses e superclasses), hierarquia, distinção topológica e forma dos objetos. O resultado final da classificação digital da imagem, foi um mapa de Uso do Solo, o qual foi inserido em um SIG (Sistemas de Informações Geográficas) para a realização de análise espacial, segundo regras ambientais de prioridades a preservação e conservação.

O objetivo deste estudo foi avaliar o uso de imagens LANDSAT, ASTER e IKONOS (MS e PSM) para monitorar indicadores de manejo florestal relacionados: i) ao planejamento e construção de estradas e pátios de estocagem; ii) ao impacto da exploração no dossel; iii) a exploração florestal na Unidade de Produção Anual (UPA); iv) ao respeito às Áreas de Preservação Permanente (APPs); e v) a proteção florestal contra incêndios. O estudo foi conduzido em áreas de exploração convencional (EC) e exploração manejada (EM) nas regiões de Paragominas - PA e de Sinop - MT. A técnica de segmentação e classificação orientada a objeto foi testada nas imagens LANDSAT, ASTER e IKONOS para extrair informações como pátios e estradas. Além disso, foi aplicada a técnica de modelo linear de mistura espectral na imagem LANDSAT para extrair informações de pátios e estradas, e para avaliar o impacto da exploração no dossel, o respeito às APPs e a proteção florestal contra incêndios. Trabalhos de campo foram conduzidos nas áreas de estudo para verificar os indicadores de manejo e servir de referência para a avaliação da acurácia das informações obtidas nas imagens. Os resultados mostraram que o monitoramento do indicador: i) dimensão dos pátios de estocagem, pode ser feito em imagem IKONOS PSM; ii) largura da estrada principal em IKONOS MS e PSM; iii) largura da estrada secundária em IKONOS PSM; iv) distância entre pátios e entre estradas secundárias em LANDSAT (processadas por segmentação e classificação orientada a objeto e por modelo linear de mistura espectral), ASTER e IKONOS MS e PSM; e v) impacto da exploração no dossel, exploração florestal na UPA, respeito as APPs e proteção florestal contra incêndios em imagem LANDSAT. O método deste estudo mostrou-se eficiente para distinguir EC de EM através da avaliação remota dos indicadores de manejo florestal. Este método contribui para otimizar os programas de fiscalização e monitoramento do manejo florestal na Amazônia pelas agências ambientais e certificadoras, tornando o processo mais eficiente e confiável. Além disso, o mesmo baixa os custos de fiscalização e auditorias realizadas em campo pelas certificadoras.

A administração dos recursos naturais, tanto no que se refere ao seu uso econômico, quanto à conservação, requer alta confiabilidade e acurácia das informações espaciais como altura das árvores, densidade e volume do talhão, entre outras. Como a obtenção destas variáveis em campo consome tempo e recursos, e em alguns casos toma-se inviável pelas dificuldades de acesso, a fotointerpretação e a fotogrametria têm sido extensivamente utilizadas. No entanto, o alto custo de aquisição e interpretação de fotografias aéreas motivou o estudo de outras alternativas e métodos de sensoriamento remoto. Após décadas de esforços envolvendo o desenvolvimento de novos sensores e metodologias para o processamento de imagens multi-espectrais, não houve sucesso considerável em prover medições confiáveis a respeito das características tridimensionais da floresta para um nível de escala compatível ao talhão. Em particular, informações como altura individual das árvores, são difíceis de serem detenl1inadas a partir de imagens monoscópicas. A aquisição de dados de Laser Scanner Aerotransportado (LSA), sistemas baseados na tecnologia LIDAR (Light Detection and Ranging), constituem ferramenta promissora para detenninação de estruturas horizontais e verticais da floresta, estimativas de biomassa florestal e quantificação de carbono. Este trabalho propõe uma metodologia para mapeamento da vegetação e cálculo de volume florestal a partir de dados adquiridos com um sistema LSA, modelo Optech AL TM 2050 (Airborne Laser Terrain Mapper), para uma área piloto localizada na Estação Experimental do Canguiri no município de Pinhais - PR. A área total corresponde a 28,9 ha, subdivida em três talhões com plantios de Pinus sp .. Para a estimativa do volume florestal são utilizadas, como variáveis independentes nos modelos de regressão, as infonnações obtidas por meio do processamento e interpretação dos dados LIDAR, como: a altura individual, área e diâmetro de copa. A extração destas variáveis foi realizada através de algoritmos para individualização das árvores e delimitação automática das copas, implementados em ambiente de geoprocessamento, no software ArcGIS 9.0 (ESRI). Através das características dendrométricas extraídas, como altura total e área de copa, foram estabeleci das correlações e ajustados modelos de regressão para estimativas de volume.

Pinus taeda Linnaeus é a espécie florestal mais plantada nos planaltos da Região Sul do País, não só por ter rápido crescimento e produzir importante matéria prima para o setor industrial florestal brasileiro, mas também por ter grande produtividade nas condições edafoclimáticas regionais, tais como: frios intensos (baixas temperaturas e grande ocorrência de geadas), solos ácidos e muito pobres em nutrientes, além dos relevos acidentados em que ocorrem. Essa região apresenta um quadro ecológico de nítidos e variados contrastes fisiográficos, sendo constituída por um mosaico de ambientes com importantes diferenciações do meio físico. No entanto, há poucos trabalhos sobre a avaliação da qualidade do ambiente, muito embora sejam fundamentais para a formulação de propostas de manejo florestal mais adequado. Desta forma, esta pesquisa teve o propósito de avaliar os fatores do meio físico que afetam o crescimento de plantações comerciais estabelecidas com P. taeda, em diferentes sítios, para definição de unidades de manejo através de dois métodos: a). pela estatística multivariada, via análise de agrupamento; e b) pela geoestatística, via co-krigagem ordinária multivariada Duas áreas-piloto, localizadas no Planalto Norte do Estado de Santa Catarina, e uma no Sudeste do Estado do Paraná, foram escolhidas para o desenvolvimento dos trabalhos. Os dados do meio físico foram obtidos de um mapeamento pedológico detalhado, na escala 1:10.000. Os dados dendrométricos foram coletados em parcelas de inventário florestal contínuo, obtidos de povoamentos com 11 a 15 anos de idade. Nesse contexto, assume importante papel a “silvicultura de precisão”, que se fundamenta no processamento de dados georreferenciados e sistematicamente coletados, com o propósito de elevar a produtividade de madeira após a identificação de “Unidades de Manejo” definidas de acordo com suas potencialidades e limitações. Os resultados revelam a grande influência das características físico-hídricas dos solos, as quais foram apontadas como as propriedades mais importantes na produtividade do P. taeda. Os resultados obtidos com o primeiro método mostraram que o agrupamento das parcelas homogêneas de inventário florestal contínuo não teve boa correlação com as classes de solos até o quarto nível categórico do novo Sistema Brasileiro de Classificação de Solos (SiBCS), demonstrando necessidade de avanços na definição dos 5º e 6º níveis para sua melhor aplicação no segmento florestal como um todo. O segundo método fez o uso de técnica multivariada integrada com geoprocessamento, gerando estimativas de produtividade do P. taeda mais precisas, com erros quadrados médios inferiores a 0,40. Também ficou evidente a importância de se aliar técnicas multivariadas com geoestatística e geoprocessamento na definição das Unidades de Manejo para o P. taeda

Este trabalho aborda o desenvolvimento de um aplicativo computacional, que pode ser usado como uma ferramenta orientadora à tomada de decisões na escolha da área de plantio e cultivo do Pinus taeda, no Estado do Paraná. A temperatura e o elemento decisório para definição destas regiões. O sistema disponibiliza dados de temperaturas, em mapa do Estado do Paraná, delimitando áreas que caracterizem similaridades de regiões climáticas em termos de temperaturas mínimas, medias e máximas, associadas ao Pinus taeda. O período da projeção das alterações de temperatura e especificado pelo usuário, tendo como referencia dados climáticos de temperatura fornecidos por 50 estações meteorológicas de instituições parceiras, com registro histórico de aproximadamente dez anos. Foram normalizados e agregados, dados de temperatura e então submetidos a um modelo matemático através do uso de técnicas da analise multivariada, utilizando programas computacionais estatísticos e algoritmos de classificação baseado no modulo geoestatistics do ArcView, que possibilitou gerar mapas das regiões do Paraná delimitados pela temperatura. Uma vez detectada a similaridade entre áreas, por classes de temperaturas, foi possível confirmar regiões propicias a produtividade de Pinus taeda, de acordo com suas restrições de temperatura, se comparadas com um mapa de produtividade da espécie ao Estado. Foram calculadas as coordenadas geográficas das estações meteorológicas sobre um mapa do Paraná, permitindo ao usuário visualizá-lo a partir do formato shapefile em tela de computador (dentro de uma amplitude considerável de valores). As regiões foram interpoladas de acordo com a abrangência da área de influencia da estação meteorológica, facilitado pelo uso da triangulação Delaunay e pela segmentação de Voronoi para caracterizar as regiões. Em termos florestais, o sistema fornece subsídios que caracteriza os locais de produção de Pinus taeda, servindo como um sistema de apoio à decisão e as ações a serem empreendidas nas regiões, tendo sempre no profissional florestal a avaliação e resposta final da ação a ser executada.

Esta pesquisa trata da análise de paisagem a partir da classificação orientada a objeto, com o objetivo de avaliar o padrão e a dinâmica espacial da fragmentação da paisagem em área do Distrito Agropecuário da SUFRAMA, Manaus-AM, localizada entre 2º 28'48'' e 3º 1'19'' de latitude Sul e 59º47'29'' e 60º27'54'' de longitude Oeste. Os objetivos específicos foram: mapear a cobertura do terreno através da classificação orientada a objeto, utilizando segmentação hierárquica, algoritmo baseado em lógica fuzzy e sistema especialista; avaliar o uso da classificação orientada a objeto de imagens Landsat na região amazônica; analisar a estrutura da paisagem e determinar as mudanças ocorridas nos períodos de 1999 a 2001 e de 2001 a 2003. A classificação utilizou a informação espectral, de contexto e de forma a partir de uma base de conhecimento com classes hierárquicas e descritores para gerar os mapas temáticos. Os resultados da classificação foram usados para análise da paisagem. A segmentação potencializou a extração de informações utilizadas na classificação. O banco de conhecimentos foi estruturado em três níveis, sendo dois auxiliares e um intermediário onde foi efetuada a classificação final. A análise da paisagem foi realizada para a paisagem total e individualmente para as classes de cobertura do terreno. Os resultados obtidos indicam que a área possui uma unidade de paisagem dominante, pouco fragmentada, que é a floresta. Verificou-se que a floresta apresentou uma redução de 2,5% no tamanho da sua área no período. Constatou-se, também o aumento do número de unidades de paisagem (674) e quantidade de bordas (2%) indicando que há um claro processo de fragmentação em andamento. O índice de contagio baixou de 85,3% em 1999 para 82,1%, em 2003. A floresta apresenta um nível de difusão e justaposição que alcança um valor máximo de 78%, em 2003. Além disso, o aumento de bordas e sua complexidade, revelada nos índices de forma e dimensão fractal configuram uma área em que as unidades de paisagem estão em contato com a floresta. Portanto, o processo de desflorestamento ocorre a partir dos limites das unidades de paisagem com florestas. Os principais índices usados para descrever esta configuração foram contágio, nível de difusão e justaposição, índices de forma e dimensão fractal

Orientadora : Profa. Dra. Christel Lingnau Coorientador: Prof. Dr. Franklin Galvão Tese (doutorado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências Agrárias, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Florestal. Defesa: Curitiba, 09/07/2013 Inclui referências Área de concentração : Manejo florestal Resumo: Dentre as regiões do estado de Santa Catarina, a Serra Catarinense sempre foi assumida como a área formada pelo mosaico de campos e de florestas (Floresta com Araucária ou Floresta Ombrófila Mista). É consensual na literatura o intenso desmatamento ocorrido na região, reduzindo as florestas e impactando o ambiente. As forças direcionadoras que conduzem, ou tenham conduzido a paisagem até o seu estado atual, bem como sua dinâmica mais recente, devem ser investigadas, para que esforços de manejo sejam feitos adequadamente. Assim sendo, nesta tese buscou-se mapear a dinâmica de uso e ocupação dos solos usando técnicas de detecção de mudanças a partir de imagens de satélite; identificar rotas preferenciais de expansão e exploração da Floresta com Araucária, bem como identificar os fatores que interferiram na formação da paisagem da Serra Catarinense, com foco nos municípios de São Joaquim e Urubici, SC. A tese é dividida em quatro capítulos, além da introdução e das considerações finais. São abordadas técnicas de detecção de mudanças na biomassa capturada pelo NDVI, mapeamento das formas do terreno, e, por fim, a construção de cenários vegetacionais pretéritos e atuais. Considera-se que, dentre as potenciais áreas de expansão da floresta sobre os campos originados no período glacial, somente as áreas hidromórficas não estão aptas a serem ocupadas pela Floresta com Araucária. Disso decorre que a paisagem da Serra Catarinense é predominantemente uma paisagem cultural, composta por elementos característicos da identidade serrana. O manejo das paisagens culturais, em geral, deve contemplar cuidadosamente o equilíbrio entre o meio ambiente e a identidade cultural. Abstract: The Santa Catarina Highlands landscape was always considered formed by the mosaic of grasslands (steppes) and forests (Araucaria Forest or Mixed Rain Forest). There is consensus in the literature about the massive deforestation occurred in the region, reducing forests and impacting the environment. The driving forces that have led to the current landscape, as well as its current dynamics, should be investigated so that appropriate management efforts could be made. Thus, this thesis sought to map the dynamics of land-use through satellite imagery differentiation techniques; identify preferred routes of explotation and expansion of Araucaria Forest, as well as to identify factors that influence the formation of the landscape, with a focus in the municipalities of São Joaquim and Urubici, SC. The thesis is divided into four chapters, besides the introductions and final considerations. It presents change detection techniques in biomass, landforms mapping, and finally, the construction of previous scenarios and current vegetation. It is considered that among the potential expansion areas of the forests on the grasslands originated in the glacial period, only hydromorphic areas are not capable of being occupied by Araucaria Forest by now. It follows that the landscape of the Santa Catarina Highlands is predominantly a cultural landscape composed of characteristic elements of the Serra Catarinense identity. The management of cultural landscapes in general should consider carefully the balance between the environment and cultural identity.

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico The monitoring of the use and coverage is very important when studying determined regions, just because it helps knowing the environmental reality and contributes to solve problems that can probably appear. This research was done from the images of ALOS and LANDSAT satellites. Its main objective was to have a multi-temporal analysis of Arroio Grande micro watershed, central region of Rio Grande do Sul. The specific purposes were to identify and to quantify the different classes of land use found in this micro watershed along the 1987, 1998, 2002, 2005, 2007 and 2009 periods, as well as cross the land use information to show the forest coverage changes during the 22 years of analysis. The software SPRING 5.1.7 was employed to classify the supervised images through Bhattacharya, a sorter algorithm, and the map spatial analysis was done through the Spatial Language of Algebraic Geoprocessing program with the same computational application. The classes of land use as forest, field, agriculture, irrigated agriculture, exposed soil and water layer were observed in the images of each year in this analysis. These classes were utilized in the spatial analysis of the forest coverage in which forest monitoring parameters have been defined (forest maintenance and regeneration, deforestation). In this research the principal results that have been noticed were the increase of 17,98% on the distributed forest coverage, mainly in the areas of bigger declination, and the reduction of 16,32% on the field area. The analysis of the spatial forest coverage has presented stability with the landscape, in a gradual progression, because the area of forest maintenance, found in these 22 years, was 12.252,60ha, the forest regeneration was 4.389,12ha and only 1.853,82ha of deforested area. O monitoramento do uso e cobertura da terra faz-se importante no estudo de determinadas regiões, pois auxilia no conhecimento da realidade ambiental e contribui na busca por soluções de problemas que possam se apresentar. A partir do uso de imagens dos satélites, ALOS e LANDSAT, foi realizada esta pesquisa com o objetivo principal de fazer uma análise multitemporal na microbacia do Arroio Grande, região central do Rio Grande do Sul, cujos objetivos específicos foram: Identificar e quantificar as diferentes classes de uso da terra encontradas na microbacia nos períodos de 1987, 1998, 2002, 2005, 2007 e 2009; além de cruzar as informações de uso da terra, evidenciando a cobertura florestal que sofreu alterações no decorrer dos 22 anos de análise. Para tanto, foram utilizados o software SPRING 5.1.7 para a classificação supervisionada das imagens, com a adoção do algoritmo classificador Bhattacharya, e a análise espacial dos mapas com a programação LEGAL do mesmo aplicativo computacional. Para esta análise, foram observadas as classes de uso do solo: floresta, campo, agricultura, agricultura irrigada, solo exposto e lâmina d água, nas imagens de cada ano. Estas classes foram empregadas na análise espacial da cobertura florestal em que foram definidos parâmetros para o monitoramento florestal (manutenção florestal, regeneração florestal e desmatamentos). Os principais resultados notados, nesta pesquisa, foram o aumento de 17,98% na cobertura florestal distribuída, principalmente, nas áreas de maiores declividade, e a redução de 16,32% sobre a área de campo. Quanto à análise espacial da cobertura florestal, esta mostrou-se em estabilidade com a paisagem, e em gradual progressão, pois a área de manutenção florestal encontrada, nestes 22 anos, foi de 12.252,60 ha, a regeneração florestal foi de 4.389,12 ha e apenas 1.853,82 ha de área desmatada.

Orientadora : Profª Drª Christel Lingnau Coorientador : Prof. Dr. Álvaro Muriel Lima Machado Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências Agrárias, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Florestal. Defesa: Curitiba, 14/02/2012 Inclui referências Área de concentração : Manejo florestal Resumo: O emprego do equipamento laser scanner terrestre em aplicações florestais, apresenta-se na vanguarda de pesquisas envolvendo tecnologia para reconstrução do ambiente florestal. O modelo do tronco pode ser alcançado utilizando técnicas de modelagem tridimensional, desde que realizado o tratamento prévio da nuvem de pontos para eliminar galhos, folhas e outros objetos que se encontravam no campo de visada do equipamento e que não representem a superfície à ser modelada. Este trabalho teve como objetivo realizar a filtragem na nuvem de pontos laser scanner terrestre para prover dados à modelagem tridimensional do tronco de Pinus spp. Para o estudo foram coletados dados, por meio da varredura múltipla laser e da mensuração florestal, em 12 árvores das espécies de Pinus taeda e Pinus elliottii de um povoamento originado de dispersão natural e com ausência de tratos silviculturais. Inicialmente o processamento de dados laser foi feito de modo semiautomático, o qual recebeu o nome de Filtro Manual (FMa). Posteriormente, foram desenvolvidos e implementados, via programação computacional, quatro métodos automáticos para o isolamento do tronco: Filtro Seções Transversais (FSt), Filtro Seções Transversais Modificado (FMo), Filtro Distância Máxima (FDm) e Filtro Pontos Indexados (FPi). As nuvens de pontos produzidas pelos diferentes métodos de filtragem propostos foram submetidas à modelagem tridimensional e extraído, para cada árvore, o volume de toras em seções de um metro de comprimento. Os volumes obtidos foram confrontados com dados de cubagem rigorosa pelo método de Huber, e a validação dos métodos de filtragem foi realizada utilizando como parâmetro o volume verdadeiro (xilômetro). Os resultados foram analisados por meio de uma abordagem quali-quantitativa e inferência estatística. Problemas na filtragem podem ser apontados devido a presença de árvores adjacentes e a ação do vento. A média percentual de pontos selecionados na varredura múltipla é cerca de 30% para o método semi-automático e menos de 10% para os métodos automáticos. O isolamento do tronco foi eficiente até aproximadamente 60% da altura total das árvores. Os volumes obtidos na modelagem tridimensional não apresentaram diferença estatística significativa quando comparados ao valor paramétrico (teste de Tukey _ = 0,05) indicando que não existem diferenças estatísticas entre os métodos de filtragem testados. Os filtros desenvolvidos neste trabalho podem ser aplicados com êxito em dados laser terrestre de varredura múltipla para o gênero Pinus spp, sendo o Filtro Distância Máxima o mais indicado para realizar a filtragem do tronco. Abstract: The use of terrestrial laser scanner equipment in forestry applications, presents itself at the forefront of research involving technology for reconstruction of the forest environment. The model of the trunk can be achieved using three-dimensional modeling techniques, if performed prior treatment of the point cloud to remove branches, leaves and other objects that were in the field of view of the equipment and do not represent the surface to be modeled. This study aimed to perform the filtering in the cloud of points for terrestrial laser scanner data to provide threedimensional modeling of the stem of Pinus spp. For the study, data were collected through the multiple laser scanning and forestry measurement in 12 species of Pinus taeda and Pinus elliottii a settlement originated from natural dispersal and lack of silvicultural treatments. Initially, the laser data processing was done in a semiautomatic, which was named Manual Filter (FMa). Were subsequently developed and implemented via computer program, four automated methods for the isolation of the trunk: Cross Section Filter (FSt), Modified Cross Section Filter (FMo), Maximum Distance Filter (FDm) and Indexed Points Filter (FPi). The point clouds produced by different filtering methods proposed were submitted to three-dimensional modeling and extracted for each tree, the volume of logs into sections of one meter in length. The volumes obtained were compared to data from the cubed method of Huber and validation of the filtering was performed using the volume parameter as true (xylometer). The results were analyzed using a qualitative-quantitative approach and statistical inference. Filtering problems can be highlighted due to the presence of nearby trees and the wind. The average percentage of selected points in the scan multiple is about 30% for semi-automated method and less than 10% for the automated methods. The isolation of the trunk was effective up to about 60% of the total height of the trees. The volumes obtained in the three-dimensional modeling showed no statistically significant difference when compared to the parametric value (Tukey _ = 0.05) indicating that there are no statistical differences between the filtering methods tested. The filters developed in this work can be applied successfully in terrestrial laser scanning data for multiple Pinus spp, being the Maximum Distance Filter the most suitable to perform the filtering of the trunk.

Orientadora : Profa. Dra. Christel Lingnau Coorientador : Prof. Dr. Álvaro Muriel Lima Machado Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências Agrárias, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Florestal. Defesa: Curitiba, 16/12/2011 Bibliografia: fls. 124-139 Área de concentração : Manejo florestal Resumo: O uso de dados laser scanner terrestre é uma ferramenta importante para coleta de dados tridimensionais. Esta dissertação teve como objetivo utilizar dados obtidos por meio de varredura simples e múltipla para a mensuração de árvores validando os resultados com valores paramétricos e comparar com os resultados de dados dendrométricos medidos de forma tradicional. A coletada de dados tradicionais, laser scanner terrestre e paramétricos foi realizada em 12 árvores de Pinus spp.. As medidas tradicionais foram diâmetros ao longo do fuste medidos com a árvore derrubada com suta e fita métrica e altura total com hipsômetro Vertex III. As medidas paramétricas foram a altura total das árvores medidas com trena após a derrubada, fotografias digitais classificadas de cortes transversais em alturas especificas e volume determinado por xilômetro das três primeiras toras de um metro. O processamento de dados laser consistiu na filtragem manual das árvores para obtenção dos fustes e a criação e programação de algoritmos para determinação das variáveis dendrométricas. Para obtenção da altura total das árvores aplicou-se um único método de processamento laser tanto para varreduras múltiplas como simples. Testaram-se quatro métodos de obtenção de diâmetros pelo processamento laser (Distância Máxima, Circunferência Ótima, Área Laser e Área Laser Modificado), sendo que os quatro foram aplicados nas varreduras múltiplas e três nas varreduras simples totalizando um total de 9 combinações de métodos e modelos de varredura. Os volumes das três primeiras toras foram determinados pelo método de Smalian, Huber e Newton e comparados com a cubagem rigorosa por medidas tradicionais e com o xilômetro. Os resultados indicaram que alguns pontos da árvore são problemáticos para a filtragem como é o caso da base e das copas. A ocorrência de vento no momento da aquisição de dados é um fator limitante principalmente em varreduras múltiplas. As alturas obtidas pelo processamento laser, utilizando dados de varredura simples ou múltipla, foram superiores aos obtidos pelo hipsômetro Vertex III. Porém, não existiram diferenças estatísticas (Tukey ? = 0,05) entre os resultados laser, medidas tradicionais e o valor paramétrico. Para os diâmetros e áreas transversais quando comparados com a área transversal real apenas um dos métodos laser propostos diferiu estatisticamente dos resultados das medidas tradicionais e do valor paramétrico. Conclui-se que a partir da altura onde existe um adensamento de copas tornou-se inviável a modelagem com o laser. Para os volumes, o método de Huber foi o mais eficiente para as primeiras toras utilizando dados laser. Os métodos de Newton e Smalian não são indicados para a volumetria da primeira tora, pois esta sofre muita influência da filtragem da base das árvores. Estatisticamente, eliminando o método de Smalian e Newton para a primeira tora, as medidas laser, tradicionais e paramétricas são iguais pelo teste de Tukey a 5% de significância. Embora em geral não existam diferenças estatísticas entre varreduras simples e múltiplas em comparação com medidas tradicionais e paramétricas, os resultados de varredura múltipla tem menor erro absoluto e menor variância de resultados sendo indicado o uso principalmente para obtenção de diâmetro e áreas transversais nas partes mais altas das árvores. Abstract: The use of terrestrial laser scanner data is an important tool for collecting three-dimensional data. This paper aims to use data obtained from single and multiple scan for measuring trees, validating the results with parametric values and comparing them with traditionally measured data. The data collected from traditional, parametric and terrestrial laser scanner measuring were taken from 12 Pinus spp. trees. The traditional measurement were the diameters taken along the stem of overturned trees by both tape measure and caliper; and the height, taken through a Vertex III hypsometer. The parametric measures were the total height of the trees, that were measured by tape after the overthrow; classified digital photographs from cross-sections taken at determined heights; and their volumes, determined by means of xylometer from their first three one meter logs. The laser data processing consisted of a manual filtering in order to obtain the tree stems and the creation and programming of algorithms for the determination of dendrometric variables. With the aim to obtain the total height of the trees, it was applied a single laser processing method for both simple and multiple scans. Four methods were tested to obtain the diameters by laser processing; the four of them were applied on multiple scans and three of them on simple scan, comprising a total of nine combinations of methods and sweeping models. The volumes of the first three logs were determined by the method of Smalian, Huber and Newton and compared with the scaling obtained by traditional measurements and xylometer. The results indicated that some points of the tree are problematic for the filtering, such as the base and the canopy. The occurrence of winds at the time of data acquisition is a limiting factor, particularly in multiple scans. The heights obtained by laser scan processing, using data from single or multiple scan, were better than those obtained by the Vertex III hypsometer. However, there were no statistical differences (Tukey á = 0,05) between the laser output, the traditional measurements and the parametric value. For the diameters and cross-sectional areas, when compared to the real cross-sectional area, only one of the proposed laser methods differed significantly from the results of the traditional measurements and the parametric value. We conclude that from the height where there is a densification of crowns, it became unviable the modeling by means of terrestrial laser scanner. For the volumes, the Huber method is the most efficient for the first log data using laser. The methods of Newton and Smalian are not prescribed for the volumetry of the first log, because it suffers a strong influence from the base filtering. Statistically, rejecting the Smalian and Newton method for the first log, laser measurements, traditional and parametric values are equal according to the Tukey test at 5% significance level. Although in general there are not statistical differences between single and multiple scans compared to traditional measurements and parameters, the results of multiple scans presents a lesser absolute error and lesser variance of results, being indicated mainly for the obtention of the diameters and cross-section areas of the higher parts of trees.

Orientadora : Christel Lingnau Co-orientador : Jorge Centeno Tese (doutorado) - Universidade Federal do Paraná Resumo: A classificação baseada em contexto é um importante campo de estudos no processamento digital de imagens. A inserção do conhecimento dentro do processo de classificação da vegetação é uma das formas atualmente utilizadas pela comunidade de sensoriamento remoto a fim de incrementar a qualidade da classificação. O presente estudo é baseado no algoritmo de segmentação multi-resolução, FNEA (fractal net evolution approach), que permite segmentar uma imagem de diferentes níveis hierárquicos, a inserção do contexto é realizada através de relações entre objetos. A área de estudo escolhida foi uma área rural no município de Nova Esperança-Pr, onde se pretendeu mapear tipologias vegetais no ambiente ciliar do Rio Paracatu. Com a execução deste trabalho foi possível apresentar uma proposta de classificação digital de imagem de alta resolução baseada em orientação a objeto do ambiente ciliar para a área de estudo adotada. Os objetos oriundos do processo de segmentação multi-resolução permitiram a criação de diferentes níveos de segmentos, o que pode sustentar uma hierarquia entre objetos e subobjetos. Esta hierarquia foi fundamento para a estruturação de uma rede semântica, baseada no conhecimento. A classificação foi realizada por lógica fuzzy através de descritores de forma, textura e relações entre objetos e subobjetos. Foram avaliadas as diferentes opções de classificação dos objetos, tais como rede hierárquica, o processo seletivo e a mudança de especialista. Analisou-se ainda o grau de detalhamento das classes e subclasses que os diferentes modelos de classificação apresentam (potencial de discriminação). A araucária da classificação foi baseada nas ambiguidades geradas a partir da classificação fuzzy. Abstract: Context base classification plays an important role in digital image analysis. The insertion of the knowledge base in the digital classification process is one of currently forms used by the community of remote sensing for vegetation mapping, so as end to develop the quality of the classification. Advanced image segmentation techniques (FNEA: fractal net evolution approach), was used in this study to provide the context introduction. The tested site was an agricultural area in the city of Nova Esperança-Pr, wherein was mapped the riparian vegetation along the Paracatu River. This work tried to present a proposal for high resolution image classification of the riparian environment based on object oriented analysis. The objects are derived by means of multiresolution segmentation. 1t allows a creation of different levels of segments supporting a hierarchy structure, generating spatial relations between objects and sub-objects. This hierarchy was the bedding for the semantic network. The knowledge base was the basis of the semantics. The classification was based on fuzzy rules by the means of descriptors such as: form, texture and relations between objects and sub-objects. Different approaches of classification were assessed: semantic network, selective and context change classification. It was also evaluated the degree of detailing of the classes and subclasses in different levels of segmentation (thematic resolution). The analysis of classification accuracy is relied upon ambiguities generated by fuzzy rules.

Orientador : Christel Lingnau Tese (Doutorado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciencias Agrárias. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Florestal. Área de concentração: Manejo florestal Esta pesquisa teve como objetivo estimar parâmetros estruturais de uma floresta tropical primária localizada no município de Moju, Estado do Pará, através do estudo do relacionamento entre dados de campo e dados orbitais obtidos pelo satélite TMJLANDSAT. Inicialmente procedeu-se a caracterização florístico-estrutural da floresta primária, através das variáveis biométricas: densidade das árvores, área basal, biomassa, volume e diversidade de espécies arbóreas. A partir da imagem TM/Landsat, geraram-se imagens proporções vegetação, solo e sombra obtidos pelo Modelo Linear de Mistura Espectral (MLME), Índice de Vegetação Ajustado para Influência do Solo (SAVI) e imagens texturas. A integração dos dados de campo e dados da imagem de satélite foi feita através de procedimentos estatísticos, onde inicialmente efetuaram-se análises de correlação a fim de avaliar o grau de dependência linear entre as variáveis biométricas e as variáveis digitais. Posteriormente procedeu-se análises de regressão Stepwise com o intuito de determinar dentre as variáveis digitais estudadas, as que melhor explicassem cada variável biométrica. As imagens sintéticas resultantes da aplicação dos modelos de regressão ajustados para as variáveis biométricas foram classificadas pelo método de fatiamento a partir das quais se gerou mapas temáticos. Os resultados mostraram a existência de alta correlação entre as variáveis biométricas área basal, biomassa e volume e as variáveis digitais refletância da banda 4, SAVI, proporção vegetação, proporção sombra e parâmetro textual média. A estimativa de parâmetros biométricos com emprego de dados orbitais associados a dados de campo apresentou-se satisfatória, mostrando que os valores obtidos das imagens TM/Landsat permitem caracterizar a estrutura da floresta primária em termos de biomassa e volume. O presente estudo mostra a potencialidade das técnicas de sensoriamento remoto na obtenção de informações valiosas, as quais, podem subsidiar ações ligadas ao manejo dos recursos naturais, podendo facilitar, sobretudo, a análise de possíveis mudanças estruturais que porventura aconteçam nos processos de exploração e até mesmo, conservação das áreas de floresta primária. Palavras-chave: parâmetros estruturais, floresta primária, Amazônia Oriental, dados orbitais, Modelo Linear de Mistura Espectral, Índice de Vegetação Ajustado para Influência do Solo, textura. The objective of this research was to estimate structural parameters of a tropical primary forest located in Moju District, state of Para, by the study of relation between field data and data obtained from sateilite TM/LANDSAT. In the beginning the characterization flora-structural of the primary forest was done by using the followings biometrics variables: trees density, basal area, biomass, volume and diversity of arboreal species. The images proportion vegetation, sou and shade obtained by Linear Spectral Mixture Model, Sou Adjuste Vegetation Index (SAVI) and textural images were generated from the TM/LANDSAT image. The integration between field data and satellite image data was done by statistical procedure, where, initially correlation analysis was performed to evaluate the degree of dependence between biometrics variabies and digital variables. Subsequently, Stepwise regression analysis was done with the purpose to determine among the digital variables studied, which one is the best to expiam each biometric variable. The resultant images from the application of regression modeis were classified by using sliced method and from these, thematic maps were generated. The results showed the existence of high correlation between biometrics variables basal area, biomass and volume and digital variables reflectance of band 4, SAVI, proportion vegetation, proportion shade and medium textural parameter. The estimation of biometrics parameters by using orbital data associated with the field data was satisfactory, showing that data obtained from TM/LANDSAT image permit to characterize the structure of primary forest in terms of biomass and volume. The present study shows the potentiality of remote sensing techniques for o obtaining valuable information, that can support actions related to the natural resources management, and making easy, above ali, the analysis of possible structural changes that can happen in the expioration process and also, in the preservation of primary forest areas. Key words: structurai parameters, primary forest, eastem Amazon, orbital data, Linear Spectral Mixture Model, Sou Adjuste Vegetation Index, textura.

Orientadores: Christel Lingnau, Alzir Fellipe Buffara Antunes Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná Resumo: O presente trabalho trata da investigação e comparação entre processos de fusão de imagens Landsat-5 TM e SPOT pancromática, observando os ganhos na interpretabilidade e na classificação das imagens híbridas resultantes, bem como na imagem original do Landsat. Sabe-se que o principal intuito da fusão de imagens é aproveitar tanto a maior resolução espacial, no caso do SPOT, quanto a melhor resolução espectral do Landsat-5 TM, gerando um produto que reúne ambas características. Compreendida entre os pontos de coordenadas Lat. -25° 26' 32.33"; Lon. -49° 08' 57.11" e Lat. -25° 36' 10.04"; Lon. -49° 00' 10.38", a área de estudo localiza-se na região metropolitana de Curitiba, Estado do Paraná. O processamento digital das imagens teve início pela correção geométrica da imagem SPOT pancromática, baseada em pontos de controle obtidos de ortofotocartas em escala 1:10000, em seguida a imagem Landsat-5 TM foi registrada com relação à pancromática georreferenciada. Na correção geométrica da imagem SPOT, aplicou-se o método de reamostragem pelo Vizinho mais Próximo, e no registro da imagem Landsat-5 TM aplicou-se o método de reamostragem pela Convolução Cúbica. Então pôde-se dar seguimento aos três processos usados para fusão das imagens, a saber: Cor Normalizada, transformação IHS e Análise da Componente Principal (ACP). Observou-se um ganho significativo na interpretabilidade das imagens híbridas resultantes dos processos de fusão. Foi executada uma classificação do tipo supervisionada, com as regiões de interesse sendo definidas na imagem original Landsat-5 TM, em seguida foi utilizado o método da Máxima Probabilidade para a classificação das imagens. E com o propósito de avaliar o índice de acurácia da classificação, o coeficiente de concordância Tau foi calculado, permitindo comparar estatisticamente as imagens quanto à classificação. As imagens híbridas classificadas, geradas pelo método da Componente Principal e pelo método da Cor Normalizada, foram as que alcançaram os mais altos índices de acurácia na classificação. Abstract: This work deals with procedures to merge Landsat-5 TM and SPOT panchromatic data. The main objective is to compare and to investigate gains by classification and visual interpretability of the resultant hybrid images and raw Landsat image. Three methods were used to merge the images: the IHS (Intensity-HueSaturation) transform, Principal Component Analysis (PCA) and Normalized Color. The merging of multisensor images intents to get not only the best spatial resolution from the panchromatic image but also the best spectral information from the Landsat image. The study area is in Curitiba metropolitan region, State of Parana, south of Brazil, being located between the coordenates points Lat. -25° 26' 32.33"; Lon. -49° 08' 57.11" and Lat. -25° 36' 10.04"; Lon. -49° 00' 10.38". The images processing was achieved by a co-registration between SPOT panchromatic and Landsat images, so that it could be possible to merge the data. Taken out from an l:10,000-escale orthophoto, a set of ground control points was used at first to make a geometric correction on a SPOT panchromatic image. In this step, the resampling of the pixels was performed by the Nearest Neighbor method whereas in the co-registration between SPOT and Landsat-5 images, the resampling method used was the Cubic Convolution. A better interpretability was observed in the resultant hybrid images. A supervised classification was performed, being the areas of interest defined in the raw Landsat image. The Maximum Likelihood was the algorithm used to classify the images. The Tau coefficient was calculated in order to assess the classification accuracy. As a result, the hybrid images obtained by both PCA and Normalized color achieved the higher values of Tau coefficient in their classified images.

Orientadores : Christel Lingnau, Alzir Fellipe Buffara Antunes Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná Resumo: O uso combinado de imagens de satélites de diferentes sensores tem proporcionado diversas pesquisas e soluções para o mapeamento de muitas áreas. Esse trabalho mostra a aplicabilidade da combinação de imagens ópticas e de radar para fins de mapeamento geo-ambiental. Para tal, utilizou-se imagens dos satélites Landsat-5 TM (bandas 3, 4 e 5) e RADARSAT (banda C). Como estudo de caso, tomou-se uma área pertencente ao município de Dourados-MS, onde pode-se distinguir tipos bem distintos de classes, tais como: solo exposto, áreas de cultivo agrícola, pastagem, área urbana, vegetação remanescente, várzea, corpos d'água etc. Verificou-se que o uso combinado dessas imagens apresentou melhorias na interpretação dos dados, no processamento digital e na acurácia temática da imagem classificada. As classes mais beneficiadas foram: pastagem, área de plantio direto, reflorestamento e várzea; as áreas de solo exposto e corpos d'água mostraramse bem classificadas sem o auxílio da banda radar; verificou-se também que a imagem RADARSAT isoladamente mostrou-se eficiente na diferenciação entre áreas urbanas e corpos d'água. Abstract: The combination of different satellite sensors imagery provides solution for mapping in many areas. This work presents an aplication of the combination of optic and radar imagery for geo-environmental mapping. For such purpose Landsat TM5 and RADARSAT imagery were used. This project was developed in the city of Dourados, in the Pantanal area (Central Brazil), where there could be distinguished different types of classes such as: bare soil, agricultural area, pasture, urban area, natural vegetation, floodplain, water etc. The combined use of Landsat and RADARSAT imagery has improved the accuracy of the processed data mainly in the land use thematic map. An improvement was noticed in the following classes: pasture, soil preparation, reforestation and wetlands. In addition, bare soil and water bodies have been properly classified using only Landsat imagery. The use of RADARSAT imagery by itself has proved to be efficient in the selection of urban areas and water bodies.