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The application of operations research techniques has led to a substantial improvement in the economic and ecologic efficiency of forest management, both for planted and natural forests. Forest planning addresses problems in different hierarchical levels that involve specific planning horizons and formulation complexity. This study proposes an historical perspective on the development of forest planning models in the last five decades, with a focus on the operational level. The emergence of operations research applied to forest planning problems can be dated back to the 60’s, with an intensification of this line of research on the 80’s and 90’s, accompanying the fast development on the available computing power. In the 90’s, forest planning problems started to be classified according to hierarchical levels in strategic, tactical and operational. While the strategic and tactical levels address decisions on the long- and medium-term, the operational level deals with short-term decisions, typically involving harvesting machinery allocation and transportation of forest products. In this sense, the operational planning is characterized by a high level of complexity of the planning models and economic importance to forest management. We conclude that despite the increasing number of publications related to forest planning, the operational level remains underrepresented and efforts to integrate decisions across the different hierarchical levels of forest planning are required.

Neste trabalho objetivou-se, avaliar modelos estatísticos não lineares para predição do afilamento de eucalipto em sistema de integração Lavoura-Pecuária-Floresta (iLPF). Os dados foram obtidos numa área experimental de iLPF implantada pela empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária (EMBRAPA- Agrossilvipastoril) localizada no município de Sinop, estado do Mato Grosso. Para alcançar os objetivos propostos, mensurou-se árvores de quatro tratamentos, perfazendo um total de 186 árvores cubadas aos 51 meses de idade. Para estudar a forma do fuste utilizou-se as funções de afilamento não segmentadas, segmentadas e de forma variável, tendo seus ajustes nos diferentes tratamentos realizado pelo método interativo utilizando o algoritmo de Gauss-Newton e sua precisão avaliada com base em indicadores estatísticos e análise gráfica dos resíduos. As equações de Garay, Schöpfer, Max e Burkhart, Bi e Perez são adequadas para estimativa do afilamento de eucalipto em iLPF. As equações de forma variável apresentam grande potencial de utilização para modelagem do afilamento de eucalipto em iLPF, uma vez que gera estimativas mais precisas quando comparado aos modelos não segmentados e segmentados

In Spain, Radio has been an essential media for the dissemination of music since the establishment of the first radio stations in 1924. The practice of broadcasting and the development of the recording systems and sound preservation, determined theconfiguration of radio sound archives, which has been subjected to different criteria. These paper focuses both on the creation of the radio sound archives and his subsequent development, and also in the analyses of the industrial, technological and sociocultural elements that determined, in Spain, the policies for the sound preservation in the radio’scontext. Desde el establecimiento de las primeras emisiones con carácter estable en España en 1924 la radio ha sido un medio fundamental para la difusión de la música. La práctica radiofónica y el desarrollo de las formas de registrar y conservar el sonido, determinaron la configuración de unos archivos sonoros que han estado sometidos a distintos criterios. Este artículo aborda, en primer lugar, la creación de los archivos sonoros radiofónicos y su evolución posterior. Seguidamente se centra en aquellos determinantes tecnológicos y empresariales que han incidido en su configuración, y en otros aspectos socioculturales, que han tenido tanta o más importancia que aquellos, en la preservación de los documentos sonoros y en su organización.

No presente trabalho foi desenvolvido um Sistema de Programação de Transporte (SPT) principal de multiprodutos florestais cujo objetivo principal foi a minimização dos custos de transporte pagos atualmente pelas empresas florestais. As entidades do SPT são os pontos de produção, os clientes e os caminhões. As localizações dos pontos de produção se caracterizam por serem mutáveis no tempo; as frentes de corte vão se deslocando para outros lugares dentro do mesmo projeto ou talhão, ocasionando variações nas distâncias a serem percorridas com os produtos florestais que nelas são produzidos. A maneira encontrada para simplificar estas mudanças nas distâncias foi a utilização de quadrantes determinados algum critério. O quadrante pode ser definido como urna área perfeitamente localizada nos mapas e no terreno, homogênea no que se refere às condições de acesso, tráfego, caminhos, etc., de tal maneira que possa ser assumido que todos os pontos contidos no interior dele estão localizados à mesma distância (ou tempo de viagem) de qualquer um dos demais quadrantes. Desta maneira não precisa ser atualizada toda a matriz de distâncias e custos a cada vez que um ponto de produção se translada fisicamente no terreno, O SPT compõe-se de dois módulos, correspondendo a cada um deles uma rotina ou algoritmo específico. O primeiro módulo tem por finalidade a minimização global da soma dos custos de transporte principal correspondentes às viagens carregadas com madeira de todos os caminhões da frota terceirizada. Para a minimização é utilizada a técnica da Pesquisa Operacional conhecida como Método de Transporte, que é um caso especial do Método Simplex, e cuja solução constitui o Algoritmo do Modelo de Transporte (AMT). Este AMT, após executado separadamente para cada um dos produtos florestais, indica as quantidades ótimas de cada tipo de produto florestal que devem ser transportadas desde cada ponto de produção até cada cliente de maneira a minimizar a soma dos custos totais de transporte principal, O segundo módulo tem por finalidade a programação no tempo de todas as viagens de cada um dos caminhões da frota terceirizada. O Algoritmo de Designação dos Caminhões (ADC) utiliza a Programação Dinâmica e é executado separadamente para cada um dos caminhões da frota. Cada viagem de um caminhão constitui um estágio; os clientes passíveis de serem atendidos pelo caminhão em cada viagem constituem os estados; e as viagens propriamente ditas representam as decisões. O ADC utiliza corno critério de otimização a minimização da soma dos tempos das viagens vazias e de espera em filas nos pontos de produção e/ou nos clientes. Devido ao fato de que o ADC é executado sucessivamente para um caminhão atrás do outro, a ordem em que os caminhões são designados é fundamental para os resultados globais do ADC. Para este ordenamento são previstas várias opções, sendo esta a única fase do SPT em que são empregadas regras heurísticas: 1) ordenar aleatoriamente; 2) ordenar pelos proprietários dos caminhões de maneira a não beneficiar nenhum deles com respeito aos outros, observando uma proporcionalidade com o número de caminhões que cada proprietário possui; 3) ordenar arbitrariamente os caminhões em função dos antecedentes de responsabilidade, pontualidade, e outros critérios que somente os planejadores do transporte principal das empresas florestais conhecem. Os benefícios do SPT para as empresas florestais podem ser divididos em dois grupos: 1) o AMT minimiza globalmente a soma dos custos totais pagos pelo transporte; e 2) o ADC, ao reduzir a ociosidade de cada um dos caminhões da frota, aumenta sua rentabilidade e constitui-se em uma importante ferramenta para urna renegociação dos preços pagos pelo transporte florestal, que oscilam, atualmente, entre R$ 3,14 e 8,42 /t

Foi desenvolvido um sistema de análise, simulação e otimização do sortimento ao nível da floresta, levando em consideração a demanda dos clientes e os custos de transporte. Os dados utilizados provêm de plantios de Pinus taeda L. localizadas na Região Sul do Brasil. Vários multiprodutos florestais com seus respectivos preços locais de mercado são considerados na modelagem. O sistema é composto por dois módulos principais: o Módulo Gerador dos Padrões de Corte (MGPC) e o Módulo Global de Otimização do Sortimento (MGOS). Módulos adicionais para os cálculos de altura, afilamento e volume também fazem parte do sistema. O MGPC gera o Padrão Ótimo de Corte. Ele utiliza um algoritmo heurístico que identifica os cortes potenciais que devem ser avaliados ao longo do fuste, e um algoritmo. baseado na Programação Dinâmica, que determina a combinação ótima de produtos que maximiza a receita do fuste. Adicionalmente são gerados diversos padrões de corte de forma exaustiva. O MGOS. formulado como um problema de Programação Linear Inteira Mista, otimiza a receita bruta descontados os custos de transporte. ao nível da floresta, sujeito a restrições que consideram, para cada talhão, limites para os volumes de madeira, número de multiprodutos diferentes e a demanda. O sistema é utilizado para avaliar um cenário real de médio-prazo, com trinta e dois talhões explorados durante um ano, e oito tipos diferentes de multiprodutos. Outros três cenários são simulados para os mesmos talhões: a) considerando pedidos e comprimentos das toras: b) considerando apenas comprimentos das toras: e c) ignorando pedidos e comprimentos das toras. Para os três cenários simulados são obtidos, respectivamente com respeito ao cenário real, acréscimos na receita de 9%. 34% e 36%. Adicionalmente. o cenário 2 utilizou apenas 87% das árvores disponíveis

A distribuição de SB de Johnson tem ampla utilização na área florestal. Basicamente há cinco métodos para ajustar essa distribuição, e quatro deles consideram o parâmetro de locação (ε) e de escala (λ) como termos independentes que devem ser conhecidos para obter os demais parâmetros. Este trabalho foi desenvolvido visando propor uma nova metodologia para determinar os parâmetros de locação e de escala que otimizam o ajuste dos cinco métodos ao minimizar a estatística "dn" do teste de aderência de Kolmogorov-Smirnov. Posteriormente, com o objetivo de testar a metodologia proposta, utilizou-se o aplicativo de otimização não linear "Solver.xla" do Microsoft Excel 2000, definindo a função objetivo e restrições de cada método de ajuste. Como conclusão, percebeu-se que a metodologia proposta demonstrou constituir alternativa interessante de ajuste da distribuição SB de Johnson, possibilitando seu ajuste otimizado. Dessa forma, recomenda-se que a metodologia proposta seja amplamente empregada para fins de determinação dos parâmetros do modelo quando do ajuste dessa distribuição probabilística muito usada na área florestal. The Johnson´s SB probability distribution has wide use in forestry. There are basically five methods for fitting the location (e) and the scale (l) parameters as independent terms that must be known to obtain the other parameters. This work was carried out aiming at developing a new methodology to optimize the determination of the location and scale parameters of this distribution to minimize the "dn" statistics of the adherence test of Kolmogorov-Smirnov by the five fitting methods available. In order to test the performance of the new methodology the "Solver.xla" of the Microsoft Excel 2000 was utilized, defining the objective function and the restrictions of each fitting method. As conclusion of the study, it was noticed that the proposed methodology may be considered as an interesting alternative to the Johnson´s SB function though the optimization schedule. Therefore, the methodology can be widely recommended to obtaining the model parameters of this probability distribution used in forestry.

The assessment of the quality of clearwood produced in pruned plantations of pine is necessary, especially to set price and know the utilization potential. The pruned log index (PLI), index used in Chile and New Zealand to characterize the quality of the logs, is a function of measurable variables of each log as diameter with defects, diameter 1.3 m from the largest end and the ratio between the cylinder volume common to the entire length of the log and the scaling volume through the method Smalian. This study aims at evaluating the ITP usage for slash pine (Pinus elliottii) logs at the age 24 years and loblolly pine (Pinus taeda) at 19, harvestedin the regions of Ibaiti, Paraná, and Itapeva, São Paulo. The PLI values did not exceed 2.3, which indicates that there is little clearwood on the logs. This has been proven through the veneering results, in which the potentially clear volume in relation to the log volume ranged between 52% and 55%, but 10.3% at the maximum, was turned into clearwood veneer. The slicing procedure in the lathe proved to be suitable, since it allowed the diameter of the knotty core to be measured as soon as the knot came out. The PLI showed itself as applicable for the Brazilian conditions. A avaliação da qualidade da madeira clear produzida em plantações podadas de Pinus é necessária, especialmente, para definir preço e conhecer o potencial de aproveitamento. O índice de tora podada (ITP), valor utilizado no Chile e na Nova Zelândia para caracterizar a qualidade das toras, é função de variáveis mensuráveis de cada tora, como diâmetro com defeitos, diâmetro a 1,3 m da extremidade maior e razão entre o volume do cilindro comum a toda extensão da tora e o volume da cubagem obtido pelo método de Smalian. O presente trabalho teve como objetivo avaliar o uso do ITP para toras de Pinus elliottii aos 24 anos e Pinus taeda aos 19 anos de idade, colhidas nas regiões de Ibaiti, PR, e Itapeva, SP. Os valores de ITP não passaram de 2,3, indicando ocorrência de pouca madeira clear nas toras. Isto foi comprovado com o resultado da laminação, em que o volume potencialmente clear em relação ao volume das toras variou entre 52% e 55%, mas 10,3% no máximo foi transformado em lâminas clear. O procedimento de laminação no torno mostrou-se adequado, pois permitiu a medição do diâmetro do núcleo nodoso no instante do surgimento do nó. O ITP mostrou-se aplicável para as condições do Brasil.

No presente trabalho se descreve uma metodologia simples para a obtenção de alturas parciais em árvores cuja forma pode ser caracterizada por funções de afilamento polinomiais de grau elevado. O Método da Bisseção foi utilizado como algoritmo iterativo de aproximação para a obtenção dessas alturas. Um exemplo detalhado ilustrando os cálculos para obter as alturas correspondentes a toras com seis diferentes DPF (diâmetros na ponta fina) é apresentado também neste trabalho.

Objetivou-se neste trabalho avaliar os fatores que influenciam a contagem de células somáticas (CCS) em amostras de leite de tanques e analisar a distribuição destas amostras nas classes de escore de células somáticas (ECS). Foram analisadas 257.540 amostras de leite de tanques, provenientes de 32.590 rebanhos de 18 indústrias de laticínios, localizadas nos Estados de Santa Catarina, Paraná e São Paulo, associadas ao Programa de Análise de Rebanhos Leiteiros do Paraná (PARLPR) da Associação Paranaense de Criadores de Bovinos da Raça Holandesa (APCBRH), no período de janeiro de 1999 a novembro de 2001. Empregou-se o procedimento PROC GLM, do SAS, para o estudo dos seguintes efeitos: micro-região, ano e mês de análise, idade da amostra e rebanho. A média e o desvio-padrão amostral para a CCS foram de 486.812 e 401.547 células/mL, respectivamente. Todos os efeitos incluídos no modelo foram significativos sobre a CCS. Houve grande variação da CCS entre as micro-regiões, sendo a maior e menor médias ajustadas para CCS de 602.000 e 242.000 células/mL, respectivamente. No ano de 2001, foi observada a maior média para a CCS (483.000 células/mL). A maior média de CCS foi observada no mês de janeiro (497.000 células/mL) e a menor no mês de setembro (442.000 células/mL). O efeito de idade da amostra mostrou redução da CCS até o quarto dia e, a partir do sétimo dia, as médias sofreram grandes variações. Das amostras analisadas, 64,6% apresentaram escore cinco ou maior. The goal of this study was to evaluate somatic cell count (SCC) in bulk tank milk samples in the milk delivered to the industry by dairy farmers; also, to allot of the bulk tank milk samples in somatic cell score (SCS) class. Bulk tank milk samples are routinely analyzed at the central laboratory of the Programa de Análise de Rebanhos Leiteiros do Paraná (PARLPR) of the Holstein Association, state of Paraná, Brazil. The present study was on a data set of the PARLPR containing 257,540 bulk tank milk samples from 32,590 herds delivering milk to 18 dairy industries in the states of Santa Catarina, Paraná and São Paulo, analyzed between January 1999 and November 2001. General Linear Models procedures were used to study the effects of micro region, year and month of the test, herd and age of the sample on SCC in bulk tank milk samples. Mean and standard deviation for SCC samples in bulk tank milk samples were 486,812 and 401,547 cells/mL, respectively. All factors had a highly significant effect on the SCC. Micro regions were highly variable on the SCC, from 602,000 to 242,000 cells/mL. The highest means were observed in 2001 (483,000 cells/mL). Highest SCC means were observed in January (497,000 cells/mL) and lowest in September (442,000 cells/mL). The effect of age of the sample showed reduction in SCC levels until day four; after day seven samples were highly variable. Sixty-four percent of all samples showed a SCS of five or more.

No presente trabalho descreve-se uma metodologia de otimização do corte ou traçamento de árvores para obtenção de multiprodutos em nível de fustes individuais. A geração dos padrões ótimos de corte foi realizada através de dois módulos: 1) um algoritmo heurístico que identifica os cortes potenciais (números úteis), que devem ser avaliados ao longo do fuste; e 2) um algoritmo com base na programação dinâmica (PD), que determina a combinação ótima de toras de cada tipo de comprimento a serem retiradas do fuste, visando maximizar o seu comprimento utilizado. Um exemplo da obtenção dos padrões ótimos de corte para um conjunto de 25 fustes é apresentado. O traçamento ótimo e o traçamento real obtido pelo motosserrista foram comparados. O resíduo de madeira deixado na floresta foi reduzido de 16 para 5% através dos padrões de corte ótimos. This work describes a method of optimizing individual tree stem bucking operations. The individual optimal cutting patterns were generated by means of two modules: 1) a heuristic algorithm which identifies the potential cuts (useful numbers) to be evaluated along the stem, and 2) a Dynamic Programming based-algorithm to determine the optimum combination of products to be obtained to maximize stem profit. An example is provided to illustrate the optimum cutting patterns for 25 individual stems. Optimal and conventional bucking patterns were compared. Residues were reduced from about 16% to 5% by means of the optimal bucking patterns.

Existe a necessidade de garantia de um fluxo constante de madeira com potencial comercial para a viabilidade da pequena propriedade, porém nem sempre isto é possível, pelo fato de os talhões serem pequenos e, principalmente, a distribuição das espécies de interesse na floresta nativa ser irregular, por serem os ecossistemas heterogêneos e pela variedade de tipologias florestais que formam um complexo mosaico. Este trabalho teve como finalidade principal apresentar um modelo matemático que auxilie no planejamento e na distribuição dos talhões em uma pequena propriedade da floresta tropical. O modelo matemático resultou em um novo conceito de talhão. Com base no inventário pré-exploratório, os talhões foram subdivididos em compartimentos, onde foram consideradas características diferenciais como: espécie, volume por espécie, abundância, possibilidade de mercado e, principalmente, valor final de cada subtalhão. Para definição do modelo matemático utilizou-se a PM (programação por metas), que se faz necessária na seleção dos subtalhões, combinando-os e unindo-os em uma área equivalente ou menor que a do compartimento anual original. Este modelo, ao mesmo tempo que organiza novos talhões, determina a taxa de extração anual e sua possível renda, além de limitar a área do compartimento a ser explorado, o que se faz necessário para garantia da regeneração do compartimento no ciclo de corte previsto. Como resultado, o modelo proposto mostrou-se bastante superior ao formal e garantiu sobremaneira o equilíbrio do rendimento anual para o pequeno proprietário. There is a need to ensure an even flow of timber with commercial potential to make forest management viable on small farms; however, this need is not always met, due to the fact that compartments are small and especially due to the irregular distribution of the species of interest in the native forest because of the heterogeneous ecosystems and forest typologies that form a complex mosaic. The main purpose of this work was to develop a mathematical model to help with the planning and distribution of stands in a small tropical forest farm. The mathematical model resulted in a new concept of stand. Based on the pre-exploratory forest inventory, the compartments were divided into sub compartments with their different values being calculated according to market timber prices. Since the annual logging rate allowed had already been defined based on local and regional studies, the goal was to guarantee that this rate, transformed in monetary value can really be reached annually. The mathematical model GP (Goal programming) was utilized in the selection of the sub compartments by grouping them into a final compartment with size similar to that of the original annual compartment. The proposed stand model was compared with the type of stand normally used in tropical forests and was proved rather superior to the conventional one, thus guaranteeing small farmers a balanced annual income.

Orientador: Prof. Dr. Julio Eduardo Arce Coorientador: Prof. Dr. Allan Libanio Pelissari, Prof. Dr. Cassius Tadeu Scarpin Tese (doutorado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências Agrárias, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Florestal. Defesa : Curitiba, 13/04/2022 Inclui referências Área de concentração: Manejo Florestal Resumo: Os problemas táticos de planejamento florestal que integram decisões de colheita florestal e planejamento de estradas normalmente tratam da alocação espaço-temporal das atividades de manejo em uma paisagem. Tais atividades podem levar a diferentes influências no processo produtivo e nos impactos ambientais de uma floresta, tornando esse planejamento uma etapa importante para a tomada de decisão. Apesar dos avanços na solução de problemas que integram o planejamento da colheita com o planejamento de estradas, há poucos documentos que incluem restrições ambientais e de agregação de áreas de corte. Dessa maneira, o presente estudo propõe como objetivo geral implementar e analisar modelos de Programação Linear Inteira Mista (PLIM) em um estudo de caso que integra decisões de agendamento de colheita e estradas florestais, com enfoque em considerações de abastecimento, bem como econômicas e ambientais. Diferentes definições de vizinhança entre talhões florestais foram testadas para enumerar os blocos de colheita, integrando requisitos de limites mínimo e máximo de tamanho de bloco de colheita, idade de corte, alocação de blocos de colheita, alocação de estradas de acesso aos povoamentos e restrições ambientais de corte. Além do mais, foram implementados diferentes planos com objetivo de maximizar a receita de um planejamento integrado de agendamento de colheita e estradas sujeito à diferentes prescrições de agregação de blocos de colheita e restrições ambientais. Para enumerar os blocos de colheita, os blocos foram gerados a priori a partir da aplicação do algoritmo Girvan-Newman, marcando, porventura, a primeira aplicação deste algoritmo na literatura florestal. A metodologia aplicada neste estudo permitiu resolver problemas de planejamento tático florestal para colheita e estradas, integrando questões econômicas e ambientais, que resultaram em menos de 3 horas de processamento computacional. Os resultados demonstraram que, quanto maior a distância de vizinhança considerada entre dois talhões para enumerar os blocos, maior foi o retorno econômico e maior o percentual de designação de áreas de corte. Além do mais, constatou-se que, quanto maior a distância de vizinhança entre dois talhões, maior o tamanho médio de blocos, assim como, menor o custo de manutenção das estradas. Em contrapartida, quando considerados diferentes níveis de agregação entre blocos de colheita, percebeu-se que, quanto mais agregado, menos flexível se torna o modelo matemático, tendendo a redução de áreas agendadas e menor retorno econômico. Apesar da redução da rentabilidade, outros benefícios monetários resultantes da aplicação dessa abordagem podem ser obtidos em operações subsequente que não foram considerados neste estudo. Além disso, melhorias nos modelos apresentados podem ser aplicadas, como através da flexibilização das restrições de idade, de maneira que o modelo matemático seja capaz de ampliar as alternativas de seleção de áreas de corte. Abstract: Tactical forest planning problems that integrate forest harvesting decisions and road planning typically deal with the spatio-temporal allocation of management activities in a landscape. Such activities can lead to different influences on the production process and environmental impacts, making this planning an important step for decision making. Despite advances in solving problems that integrate harvest planning with road planning, there are few documents that include environmental restrictions and cut area aggregation. Therefore, the present study proposes to implement and analyze Mixed Integer Linear Programming (MILP) models in a case study that integrates harvest scheduling decisions and forest roads planning, focusing on supply, economic and environmental considerations. Different definitions of the neighborhood between forest stands were analyzed to enumerate the harvest clusters, integrating requirements for minimum and maximum harvest cluster size limits, cutting age, allocation of harvest blocks, allocation of access roads to stands, and environmental concerns. Furthermore, different plans were implemented to maximize revenue from an integrated harvest and road scheduling planning subject to different harvest cluster aggregation prescriptions and environmental constraints. The harvest clusters were enumerated a priori from the application of the Girvan-Newman algorithm, marking, perhaps, the first application of this algorithm in the forestry literature. The methodology applied in this study allowed solving problems of tactical forestry planning for harvesting and roads, integrating economic and environmental issues, which resulted in less than 3 hours of computational processing. The results showed that the greater the neighborhood distance considered between two stands, the greater economic return, and percentage of designation of cut areas. Furthermore, the study shows that the greater distance between two stands, the greater the average cluster size, as well as the lower road maintenance cost. On the other hand, considering different levels of aggregation between harvesting clusters resulted in less flexibility in the mathematical model, tending to reduce scheduled areas and economic returns. Despite the profitability decreased, other monetary benefits resulting from the application of this approach can be obtained in subsequent operations that were not considered in this study. In addition, improvements in the models presented can be applied, such as by relaxing age constraint, in order to mathematical model be able to expand the alternatives for selecting cutting areas.

Orientador: Prof. Dr. Júlio Eduardo Arce Coorientador: Prof. Dr. Alexandre Behling Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências Agrárias, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Florestal. Defesa : Curitiba, 20/09/2021 Inclui referências Área de concentração: Manejo Florestal Resumo: Neste trabalho, é discutido a modelagem do crescimento e da produção com uso de ajustes simultâneos por meio de regressões aparentemente não relacionadas. Várias equações são utilizadas para a estimativa da produção do povoamento, algumas delas possuem as mesmas variáveis independentes e algumas possuem variáveis dependentes correlacionadas. Essas duas condições geram resíduos correlacionados e essa informação pode ser utilizada nos ajustes visando obter menores variâncias para as equações. Isso motivou avaliar se os ajustes por sistemas resultam em melhores estatísticas para a modelagem quando comparada com os ajustes dos modelos para crescimento e produção de forma independentemente para predição e projeção das variáveis, necessárias para realizar a estimativa da produção do povoamento. Assim, esta pesquisa teve como objetivo avaliar um sistema de equações para crescimento e produção, com ajuste simultâneo, para plantios de Pinus elliottii submetidos a desbastes, bem como comparar os resultados com o ajuste independente. Os dados utilizados no ajuste dos modelos foram provenientes de parcelas permanentes de povoamentos localizados nos municípios de Rio Negro e Campo do Tenente, no estado do Paraná. A função de densidade de probabilidade Weibull foi escolhida para gerar a distribuição diamétrica. Dessa maneira, dois sistemas de prognose foram produzidos: o primeiro foi utilizado para a predição de atributos na idade do primeiro desbaste e o segundo para a projeção dos atributos na idade do segundo desbaste ou corte final. Os atributos modelados foram aqueles necessários para recuperação dos parâmetros da função Weibull nas idades de intervenção pelo Método dos Momentos. Foi realizado o ajuste independente de todos os modelos, sendo as equações selecionadas, a partir das estatísticas de seleção, coeficiente de determinação e erro padrão da estimativa, para compor um sistema de equações, para o ajuste simultâneo. As equações ajustadas por meio dos sistemas de equações resultaram em estatísticas de coeficiente de determinação e erro padrão semelhantes aos ajustes das equações independentes. Entretanto, o erro padrão dos coeficientes foi menor para as equações simultâneas, o que revelou que as equações possuem menor variância, sendo mais eficientes. O método SUR possibilitou simular o crescimento e a produção em plantios de Pinus elliottii ao longo da rotação, gerando resultados com menor erro padrão dos coeficientes, principalmente para o corte final onde são colhidas as melhores árvores com maior valor agregado. Assim, recomendase o ajuste de sistemas de equações para a modelagem de crescimento e produção de Pinus elliottii. Abstract: The present paper discusses the growth and yield modeling with the use of simultaneous adjustments, by the means of Seemingly Unrelated Regressions - SUR. Several equations are utilized to the estimate of yield of the plantation, some of which possess correlated-dependent variables. These two conditions generate correlated residues and this information may be used in the adjustments aiming to obtain lesser variances for the equations. This caused the evaluation, if the adjustments by systems reveal better statistics to the modeling compared to the growth and yield modeling independently to the prediction and forecast of the variables, needed to perform the estimate of plantation yield. Thus, this research had as main objective the testing of a system of equations to the growth and yield, with simultaneous adjustments, to the plantation of Pinus elliottii submitted to thinning, and compare the results with the independent adjustment. The data used to adjust the models were derived from plantation permanent plots of land located in Rio Negro and Campo do Tenente cities, in the state of Paraná. The Weibull density probability function was chosen to generate the diametric distribution. Therefore, two systems of prognosis were produced: The first was used to the prediction of the first thinning age attributes and the second to the projection of the second thinning age attributes or the harvest. The modeled attributes were the ones needed to the recuperation of the Weibull function in the ages of intervention by the method of moments. The independent adjustment of all the models were utilized, being the equations selected from the selection statistics, determination coefficient and standard error of estimate, to compose the equation systems, for the simultaneous adjustment. The equations adjusted through the equation systems reveal determination coefficient statistics and the standard error similar to the independent equation adjustments. However, the standard error of the coefficients was lower in the simultaneous equations, which revealed the equations as having lesser variance, that is to say, as being more efficient. The tested method allowed the simulation of growth and yield in plantations of Pinus elliottii throughout the rotation, generating appropriate results, mainly for the harvest where the better trees with the greater added values are harvested. Consequently, it is recommended the system of equation adjustments to the growth and yield production modeling of Pinus elliottii.

Orientador: Prof.Dr. Julio Eduardo Arce Coorientador: Prof.Dr. Carlos Alberto Araújo Júnior Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências Agrárias, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Florestal. Defesa : Curitiba, 09/09/2020 Inclui referências Área de concentração: Manejo Florestal Resumo: A utilização de técnicas de Pesquisa Operacional têm sido cada vez mais frequente no manejo florestal dado o desafio de se assegurar a competitividade do produto florestal pelo aumento da produtividade e redução dos custos do processo de produção. Para entender melhor a atual conjuntura dessas ferramentas no âmbito acadêmico, o primeiro capítulo desse trabalho apresenta uma análise crítica da produção científica a partir de um levantamento bibliográfico em revistas brasileiras de alto impacto no setor florestal buscando tendências e identificando lacunas que podem ser objetos de futuros estudos. Um dos fatos constatados no primeiro capítulo foi que, apesar das técnicas de pesquisa operacional estarem difundidas no nível estratégico e até mesmo no tático, no nível operacional pouco se estuda. Em função disso, esse trabalho descreve no seu segundo capítulo a aplicação de um modelo de otimização em um problema operacional de planejamento operacional da colheita florestal. Os resultados indicaram que é possível obter uma solução viável matematicamente para um problema à nível operacional, mesmo com toda a complexidade que ele implica. Abstract: The use of Operations Research techniques has been increasingly frequent in forest management given the challenge of ensuring the competitiveness of the forest product by increasing productivity and reducing the costs of the production process. To better understand the current situation of these tools in the academic sphere, the first chapter of this work presents a critical analysis of scientific production from a bibliographic survey in Brazilian journals of high impact in the forest sector seeking trends and identifying gaps that may be the object of future studies. One of the facts found in the first chapter was that, although operational research techniques are disseminated at the strategic and even tactical level, little is studied at the operational level. As a result, this work describes in its second chapter the application of an optimization model to an operational problem of forest harvesting planning. The results indicated that it is possible to obtain a mathematically feasible solution to a problem at the operational level, even with all the complexity it entails.

Orientador: Prof. Dr. Julio Eduardo Arce Coorientadores : Prof. Dr. Alexandre Behling e Prof. Dr. Allan Libanio Pelissari Tese (doutorado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências Agrárias, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Florestal. Defesa : Curitiba, 16/09/2020 Inclui referências: p. 144-154 Área de concentração: Manejo Florestal Resumo: Ochroma pyramidale (Cav. Ex. Lam.) Urb. é uma espécie arbórea tropical que se caracteriza pelo seu rápido crescimento e pela baixa densidade e boa resistência mecânica da sua madeira, o que a torna apropriada para usos industriais distintos. A maior parte dos povoamentos dessa espécie está localizada no Equador, país com tradição na sua silvicultura e manejo desde a década de 1950, com exportações desta madeira a quase todos os continentes. Mesmo com a sua importância florestal e a crescente demanda nos mercados internacionais, ainda existem poucos estudos que contribuam para estimar com maior exatidão e confiabilidade os estoques atuais e futuros de madeira destes plantios, bem como para servir de base em estratégias de manejo e planejamento florestal. Diante desse cenário, objetivou-se descrever e avaliar o crescimento e a produção de povoamentos de O. pyramidale no Equador, por meio da modelagem dos seus principais atributos dendrométricos. O trabalho foi conduzido em três capítulos: no primeiro foi abordado o tema da relação hipsométrica por classes de sítio e idade, utilizando regressão robusta para reduzir a influência de outliers e minimizar o erro na estimativa da altura; no segundo capítulo foi utilizada uma abordagem para obter equações de afilamento e volume compatíveis e aplicada análise multivariada para agrupar os dados em classes de idade, e no terceiro capítulo foi realizada a modelagem da produção e da prognose em nível global por meio do ajuste simultâneo do sistema de equações de área basal e volume de Sullivan e Clutter. Foram utilizadas mais de 32 mil observações coletadas num período de cinco anos em parcelas permanentes e 286 árvores cubadas. Nos três capítulos, distintos estimadores foram testados, sendo os principais: i) mínimos quadrados ordinários, ii) estimadores-M robustos para o ajuste de modelos hipsométricos, iii) regressões aparentemente não relacionadas para o ajuste dos sistemas de equações compatíveis de afilamento e volume e iv) mínimos quadrados em três estágios para o ajuste de sistema de equações de área basal e volume. O desempenho das equações ajustadas foi avaliado pelo coeficiente de determinação ajustado (R2aj.), correlação linear de Pearson ao quadrado (r2), erro quadrático médio (EQM), erro padrão da estimativa (Syx) e critério de informação de Akaike (AIC), ao passo que a eficiência dos ajustes foi analisada por meio do erro padrão dos coeficientes. Os resultados do capítulo 1 demostraram que a modelagem da relação hipsométrica de O. pyramidale por classes de sítio e idade torna-se apropriada, não obstante, devido à alta variabilidade dos dados com valores discrepantes, indica-se o uso de estimadores-M robustos; no capítulo 2 o agrupamento e a modelagem por classes de idade é apropriada e os sistemas compatíveis de equações de afilamento e volume resolveram o problema da incompatibilidade volumétrica, porém, devem ser ajustados por SUR para considerar a correlação dos resíduos; no capítulo 3 o sistema de equações de área basal e volume de Sullivan e Clutter demostrou ser acurado para a estimativa da produção e prognose em povoamentos com e sem desbaste, podendo ser utilizado para a simulação de desbaste, contudo, deve ser ajustado de forma simultânea para garantir maior confiabilidade nas estimativas. Palavras-chave: Pau-balsa. Regressão robusta. Equações correlacionadas. Ajuste simultâneo. Compatibilidade volumétrica. Abstract: Ochroma pyramidale (Cav. ex. Lam.) Urb. is a native tree species from tropical forest characterized by fast growth, low density and good mechanical resistance, which makes it suitable for different industrial uses. Most of O. pyramidale stands are located in Ecuador, acknowledged for the species' forest management and exports to almost all continents since the 1950s. Despite the species' forestry importance and the growing demand for its wood in international markets, few studies contribute with accurate and reliable estimates of its current and future wood stocks. Given this scenario, this thesis aimed to describe and evaluate the growth and yield of O. pyramidale stands in Ecuador, by means of the modeling of its main dendrometric attributes. The thesis is divided in three chapters: First - the height-diameter relationship by site-index and age classes through robust regression was approached in order to reduce the influence of outliers and minimize the error in height predictions; Second - an approach to obtain compatible volumetric and taper equations as well as multivariate analysis to group data into age classes was applied; and Third - the growth and yield modeling at global level was carried out by applying a simultaneous fit of the basal area and volume system of equations proposed by Sullivan and Clutter. More than 32,000 samples in permanent plots collected over a five-year period and data from 286 trees cut were applied. Within the three chapters, different estimators were tested to fit models, the main ones being the following: i) ordinary least squares; ii) robust M-estimators used for fitting height-diameter models, iii) seemingly unrelated regressions (SUR) for fitting compatible systems of tree taper and volume equations and iv) three-stage least-squares (3SLS) for fitting basal area and volume system of equations. The models' fit was evaluated by adjusted determination coefficient (R2aj.), Pearson squared correlation coefficient (r2), mean squared error (MSE), standard error of estimate (Syx) and Akaike information criterion (AIC); and the efficiency was analyzed by the standard error of the parameters. The results in chapter 1 demonstrated that the height-diameter relationship modeling of O. pyramidale by siteindex and age classes is adequate, yet, due to the high variability of the data with discrepant point, the use of robust M-estimators is indicated; in chapter 2, the grouping and modeling by age class showed to be adequate and the compatible systems of tree taper and volume equations solved the volumetric incompatibility issue, nevertheless, they must be fitted by SUR to include the correlation of the residuals; in chapter 3, the basal area and volume system of equations of Sullivan and Clutter proved to be accurate for growth and yield estimations in stands with and without thinning, being possible its application for thinning simulation, however, they must be simultaneously fitted in order to provide greater reliability of the predicted values. Keywords: Balsa-wood. Robust regression. Correlated equations. Simultaneous fitting. Volumetric compatibility.

Orientador: Prof. Dr. Julio Eduardo Arce Coorientadores: Prof. Dr. Carlos Roberto Sanquetta e Dr. Evaldo Muñoz Braz Tese (doutorado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências Agrárias, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Florestal. Defesa : Curitiba, 08/04/2020 Inclui referências Área de concentração: Manejo Florestal Resumo: O enquadramento da araucária como uma espécie ameaçada de extinção e a retirada da sua função econômica não tem revertido no aumento de indivíduos in situ. A presente tese possui como temática norteadora avaliar quatro grandes tópicos que envolvem a araucária: pesquisa, legislação, plantio e manejo. Este estudo conceitual empregou um método de pesquisa de análise diagnóstica concentrados nas atividades de manejo e plantio florestal no Estado do Paraná. Em relação à pesquisa, houve expressivo número de publicações referentes à araucária, tendo sido identificada como a segunda espécie nativa mais estudada do país. Os resultados obtidos mostraram que, embora haja uma produção científica de mais de 100 trabalhos anuais, em sua maioria estão concentrados nas áreas de conservação, manejo e silvicultura; há carência de estudos relativos à política florestal, normativas legais, viabilidade econômica e inserção mercadológica. Quanto à análise das normativas legais apresentadas, destacase a colisão entre a Portaria 443 com a Lei Florestal Brasileira ao retirar direitos, neste caso o manejo florestal, não estabelecidos na Lei nº12.651 de 2012. Também o descumprimento da Lei Complementar 140 que estabelece laudos e estudos técnico-científicos para enquadramento das espécies da lista. Em relação às justificativas do seu enquadramento na lista de espécies ameaçadas, salienta-se a não divulgação de dados oficiais de área remanescente e número de indivíduos, temas de obrigação do Estado. Mediante a análise das normativas, referentes à espécie araucária, quanto sua utilização comercial: não existe lei que proíba o uso, via manejo e plantio; o que existe são portarias e resoluções. Em relação aos plantios de araucária, esses vem perdendo gradativamente sua área e interesse, em relação às empresas, em estabelecer novas implantações. As principais razões remetem à viabilidade econômica, burocracia e baixa produtividade. O manejo dentro das reservas legais, por meio de um processo de aprovação simplificado para pequenos produtores, os quais representam 90% das propriedades rurais no Estado do Paraná, pode ser uma alternativa de estabelecimento de novos plantios. Por fim, o capítulo de manejo e a comparação com países de vocação florestal, situa o Brasil no contexto florestal mundial e mostra que o país tem uma posição de destaque, pela área florestada que possui, por deter uma das maiores diversidades biológica do planeta e sobretudo, por possuir um extraordinário potencial para abrigar plantações florestais e de se transformar no mais importante produtor florestal do planeta. Entretanto, dados básicos em relação à inventário, mapeamento, diversidade, genética, no que tange às florestas naturais, são insuficientes e sem metas claras para subsidiar um monitoramento mais adequado. O que se pretende, como profissionais florestais, é a araucária viva, seja em plantios ou nas florestas nativas e presente na sociedade. O que distancia os atores inerentes a essa temática é a forma de se obter tal objetivo. Defende-se uma corrente de conservação mediante o uso, na qual a floresta pode ser valorizada e manejada como um ativo florestal, como uma forma de complementação de renda e inserção social. Abstract: Classifying araucaria trees as an endangered species and discontinuing its economic function are not increasing the number of trees in situ. The present thesis' governing theme is to evaluate four important subjects related to araucaria: research, legislation, plantation and management. This conceptual study employed a research method of diagnosis analysis that focus on the forest management and plantation activities in the Paraná State. As for the research, a significant number of publications was found regarding araucaria, which was identified as the second most studied native species of the country. The final results showed that, although there is a scientific production of more than 100 annual papers, most of them focus on conservation, management and silviculture; studies related to forest policy, legal regulation, economic viability, and market insertion are needed. As for the analysis of the legal regulations presented, one can highlight is the coalition between Ordinance 443 with the Brazilian Forest Law at right removal, in this case, the forest management, not established in Law no 12651 of 2012, in addition to the non-observance of the Complementary Law 140, which establishes appraisal reports and technicalscientific studies to classify the list's species. As for the justifications of its registration in the endangered species list, one can highlight the non-disclosure of official data related to the remaining area and the number of trees, mandatory subjects of the State. Through the analysis of the regulations related to the araucaria, as for its commercial use: there is not a law that forbids its use through management and plantation; what exist are ordinances and resolutions. As for the araucaria plantations, these are gradually losing their area of interest, regarding forest companies, to establish new implantations. The main reasons are related to economic viability, bureaucracy and low productivity. The management in legal reserves, through a simplified approval process for small producers, which represent 90% of the rural properties in Paraná State, can be an alternative to establish new plantations. Ultimately, the management chapter and the comparison with countries of forest vocation place Brazil in the world forest context and shows that the country has a prominent position due to its forest area, which has one of the most biological diversity levels of the planet and, foremost, due to its extraordinary potential to have forest plantations and to become the greatest forest producer of the planet. Nonetheless, basic data regarding inventory, mapping, diversity and genetics, related to natural forests, are insufficient and do not present clear goals to subsidize improved monitoring. The goal, as forest professionals, are live araucaria trees, either in plantation or in native forests and present in our society. The inherent actors of the subject disagree on how said purpose will be attained. A conservation chain through use is advocated, through which the forest can be valued and managed as a forest asset, as a method of income complementation and social insertion.

Orientador: Prof. Dr. Dimas Agostinho da Silva Coorientadores: Prof. Dr. Julio Eduardo Arce, Profa. Dra. Silvana Heidemann Rocha, Prof. Dr. Alexandre Behling Tese (doutorado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências Agrárias, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Florestal. Defesa : Curitiba, 30/10/2020 Inclui referências: p. 462-482 Área de concentração: Tecnologia e Utilização de Produtos Florestais Resumo: Programas, mecanismos e instrumentos (PM&I) existentes para análise e avaliação da sustentabilidade e desenvolvimento sustentável de sistemas de gestão privada e de governança pública, não há modelos de integração das dimensões de sustentabilidade de modo sistemático, objetivo e livre da subjetividade humana. Muitos desses métodos não avaliam os produtos, não são integrados e analisam somente as dimensões de sustentabilidade de modo individual, isolado e com elevada influência dos valores de julgamento pessoal. Não há modelos objetivos para a valoração das ações socioambientais adicionais e de externalidades socioambientais de um produto, do seu valor agregado e da contribuição do produto ao desenvolvimento sustentável local ou global. A motivação desta pesquisa foi desenvolver o índice integrado de sustentabilidade de produto (IISPRO) por diferentes métodos de abordagem e integração. Para esta pesquisa foram consideradas as bases da Avaliação da Sustentabilidade do Ciclo de Vida (ASCV), em produtos florestais; dos PM&I para sustentabilidade e a harmonização de seus indicadores de desenvolvimento sustentável. Os produtos considerados foram Celulose de Fibra Longa de Pinus sp (CKB-FL), Celulose de Fibra Curta Eucalyptus sp (CKB-FC) e a Energia de Biomassa Florestal e Licor de Celulose (EBFL-Puma), desde a produção das mudas até a expedição do produto final em uma organização florestal no estado do Paraná. Para os cálculos do IISPRO foi desenvolvida a escala de performance com base na evolução positiva ou negativa dos dados e indicadores. Com históricos de escalas temporais e espaciais foram calculados os Índice de Performance Ambiental do Produto (IPAP), Índice de Performance Social do Produto (IPSP), Índice de Performance Econômica do Produto (IPEP) e cujo somatório desses índices compõe o IISPRO, sendo "zero" a pior performance e "um" a melhor performance em sustentabilidade. Diante da ausência de modelos de integração das adicionalidades, das externalidades e dos aspectos da sustentabilidade de um produto, foram equacionados cinco modelos de cálculo do IISPRO, que podem ser ajustados às diferentes realidades de cada produto e organização. O IISPRO dos produtos pode ser calculado por um dos seis métodos estabelecidos de abordagem e integração, M1 a M5 GI. Os modelos apresentaram evoluções na qualidade da integração das dimensões em sustentabilidade, o M1permitiu a integração inicial da sustentabilidade; o M2 calculou a integração por meio das áreas de impacto e sustentabilidade; o M3 ajustou as áreas por meio de ponderações; o M4 estabeleceu nova metodologia para cálculo do Valor da Socioambiental Adicional (VASA); o M5 calculou o valor das externalidades socioambiental de um produto e o M5 GI calculou o impacto do produto sobre o desenvolvimento sustentável por meio do índice de impacto gravitacional (GI). Os métodos de cálculo do IISPRO desenvolvidos nesta pesquisa se mostraram eficientes, inovadores e adequados e também permitiram o cálculo da contribuição do produto ao desenvolvimento sustentável, sendo que a CKB-FC apresentou os resultados de maior impacto potencial. Esta pesquisa se constitui em uma primeira abordagem, espera e sugere-se sua continuidade com aprofundamento para a integração das dimensões em sustentabilidade e desenvolvimento sustentável. Abstract: Programs, mechanisms, and instruments (PM&I) that exist for analyzing and evaluating sustainability and sustainable development of private management, and public governance systems, there are no models for integrating the dimensions of sustainability in a systematic, objective and free from human subjectivity. Many of these methods do not evaluate the products, are not integrated, and analyze only the dimensions of sustainability in an individual, isolated and highly influenced by the values of personal judgment. There are no objective models for the valuation of additional socio-environmental actions (VASA) and socio-environmental externalities of a product, also, there is no method to calculate the added value and the product's contribution to local or global sustainable development. The motivation for this research was to develop the integrated product sustainability index (IPSI) by different methods of approach and integration. For this research, the bases of the Life Cycle Sustainability Assessment (ASCV) were considered, in forest products; of PM&I for sustainability and the harmonization of its sustainable development indicators. The products considered were Pinus sp Long Fiber Cellulose (CKB-FL), Eucalyptus sp Short Fiber Cellulose (CKB-FC), and the Energy of Forest Biomass and Cellulose Liquor (EBFL-Puma), from seedling production to the shipment of the final product in a forest organization in the state of Paraná. For the IPSI calculations, a performance scale was developed based on the positive or negative evolution of the data and indicators. With historical temporal and spatial scales, the Environmental Product Performance Index (EnPPI), Social Product Performance Index (SoPPI), Economic Product Performance Index (EcoPPI), and the sum of these indices make up the IPSI, being " zero "the worst performance and" one "the best sustainability performance. In view of the absence of integration models for additionalities, externalities, and aspects of the sustainability of a product, five IPSI calculation models were considered, which can be adjusted to the different realities of each product and organization. The IPSI of the products can be calculated by one of the six established methods of approach and integration, M1 to M5 GI. The models showed improvements in the quality of the integration of dimensions of the sustainability, the M1 allowed the initial integration of sustainability; M2 calculated integration through the areas of impact and sustainability; M3 adjusted the areas by weighting; M4 established a new methodology for calculating the Additional Social and Environmental Value (VASA); M5 calculated the value of a product's socioenvironmental externalities and M5 GI calculated the product's impact on sustainable development using the gravitational impact index (GI). The IPSI calculation methods developed in this research proved to be efficient, innovative and adequate. It has allowed also the calculation of the product's contribution to sustainable development, with the CKB-FC presenting the results with the greatest potential impact in all methods. This research constitutes a first approach, it is expected and it is suggested its continuity with deepening for the integration of the dimensions in sustainability and sustainable development.

Orientador: Prof. Dr. Julio Eduardo Arce Coorientadores: Prof. Ph.D José Eduardo Pécora Jr. 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, 28/10/2020 Inclui referências Área de concentração: Manejo Florestal Resumo: Modelos matemáticos são amplamente utilizados para este fim e tiveram um incremento de complexidade em sua formulação ao longo dos anos, a fim de absorver novas demandas da indústria. Entre estas demandas pode-se citar a inclusão de restrições de adjacência, que limitam a área permitida para a colheita em um determinado período, minimizando assim, potenciais impactos ambientais. Uma revisão de literatura sistemática foi realizada para se analisar o estado da arte de publicações que versam sobre as abordagens ARM (area restriction model) e URM (unit restriction model). A presente pesquisa apresenta um modelo integrado tático e estratégico da colheita e do transporte, incorporando em sua formulação restrições espaciais de adjacência e períodos heterogêneos. O modelo possui um horizonte de planejamento de 15 anos, subdivididos em 7 períodos. Apresenta-se um estudo de caso aplicado a uma área de reflorestamento de Pinus taeda, composta por 237 talhões. Vinte e um cenários foram avaliados nesta pesquisa. A implementação do modelo proposto foi realizada na linguagem C++, com a tecnologia Concert® e sua solução obtida pelo solver CPLEX®. A criação das relações de adjacência foi realizada com software ArcGis® 10.4.1 Os resultados obtidos pelos testes realizados nesta tese demonstram que, comparando modelos de mesma característica, os cenários incluindo restrições de adjacência apresentam redução mínima do VPL (valor presente líquido) ao serem confrontados com o cenário sem adjacência de seu subgrupo. Para os cenários em que são incluídas as restrições de volume e cuja limitação de área máxima de corte imposta foi de 150 hectares, o comportamento obtido foi muito semelhante aos cenários sem adjacência. Os cenários de adjacência mais restritiva, de 90 hectares, obtiveram redução média de 0,08% em relação aos seus pares sem adjacência, indicando baixo impacto econômico da restrição de adjacência. Ainda sobre os resultados obtidos, a estratégia de se analisar apenas talhões com idade de corte dentro do intervalo permitido para a criação dos clusters viabilizou a resolução dos cenários em um baixo tempo computacional, e fez com que o número de restrições não se elevasse de forma exponencial com o incremento do limite da área máxima de corte. Abstract: Mathematical models are widely used for this purpose and have had an increase in complexity in their formulation over the years, to absorb new demands from the industry. Among these demands, we can mention the inclusion of adjacency restrictions, which limit the allowed area for harvesting in a certain period, thus minimizing potential environmental impacts. A systematic literature review was carried out to analyze papers about the subject. This research presents an integrated tactical and strategic model of harvesting and transportation, incorporating spatial adjacency restrictions in its formulation and heterogeneous periods. The model has a planning horizon of 15 years, subdivided into 7 periods, and was applied to a reforestation area of Pinus taeda, comprising 237 stands. Twenty-one scenarios were evaluated. The model implementation was made in the C ++, with Concert technology and its solution obtained with CPLEX® solver. The creation of the adjacency relations was performed with ArcGis® 10.4.1 software. The results obtained demonstrate that when comparing models of the same characteristic, the scenarios including adjacency restrictions present little variation when compared with the scenario without adjacency of their subgroup. For the scenarios with volume restrictions and whose limitation of the maximum cut area imposed was 150 hectares, the behavior obtained was similar to the scenarios without adjacency. The more restrictive adjacency scenarios, of 90 hectares, obtained an average reduction of 0.08% when compared with the scenario without adjacency of the same subgroups. The strategy of analyzing stands with cutting age within the allowed range for clusters creation enabled a low computational time and made the number of restrictions not increase with the increase of the maximum cutting area limit.

Orientador: Prof. Dr. Julio Eduardo Arce Coorientadores: Prof. Dr. Jean Alberto Sampietro, Prof. Dr. Jaime Wojciechowski Tese (doutorado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências Agrárias, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Florestal. Defesa : Curitiba, 27/02/2019 Inclui referências: p.131-147 Área de concentração: Manejo florestal. Resumo: Tendo em vista a rentabilidade potencial dos povoamentos de Pinus taeda manejados para o uso múltiplo da madeira a longo prazo, torna-se imprescindível comparar alternativas operacionais para a execução das prescrições impostas pelos regimes de manejo. Este trabalho foi dividido em três capítulos, nos quais alternativas operacionais para a realização do desbaste pré-comercial e corte final desses povoamentos foram analisadas. No Capítulo 1, objetivou-se avaliar o desempenho, custos e percentual de engaiolamento das árvores de quatro prescrições de desbaste pré-comercial semimecanizado para plantações com 5 anos de idade. As prescrições estudadas foram: desbaste seletivo 'por baixo' com remoção de 250 árv. ha-1 (PCb) e desbaste seletivo 'pelo alto' com remoção de 250, 375 e 500 árv. ha-1 (PC250, PC375 e PC500, respectivamente). Registrou-se os tempos consumidos e o diâmetro à altura do peito (dap) das árvores derrubadas na operação. A produtividade, custos de produção e percentual de engaiolamento foram dependentes do dap e do tipo e prescrição de desbaste empregado. De forma geral, a execução da operação não apresenta problemas consideráveis relacionados ao engaiolamento e proporciona custos de produção médios variando de 158,01 R$ ha-1 (PC250) até 260,72 R$ ha-1 (PC500). No Capítulo 2, o objetivo foi comparar aspectos técnicos e custos de produção de dois sistemas mecanizados de colheita, árvores inteiras e toras curtas, em corte final do povoamento. O desempenho das máquinas de cada sistema foi determinado através de estudos de tempos e movimentos por meio de abordagem de modelagem, calculando-se, também, os custos operacionais e de produção. Os sistemas foram comparados no cenário atual de densidade de estradas e num cenário de densidade ótima de estradas. O sistema de árvores inteiras apresentou produtividades superiores e custos de produção inferiores ao de toras curtas. Contudo, o segundo respectivo sistema necessitou de menor densidade de estradas. A possível adequação para a densidade ótima de estradas reduziria em 40,5% e 31,3% os custos totais de produção (colheita + estradas) dos sistemas de árvores inteiras e toras curtas, respectivamente. Ambos os sistemas podem ser recomendados para essas operações, o de árvores inteiras por ser mais barato e o de toras curtas por ser mais versátil para situações de menor densidade de estradas. No Capítulo 3, o desempenho e custos do sistema mecanizado de toras curtas em operações de corte final foram avaliados. Além da determinação dos tempos consumidos e custos operacionais, também, verificou-se os efeitos do volume médio por tora, distância de extração e método de trabalho na extração, por meio de abordagem experimental e de modelagem. Os métodos de trabalho avaliados foram: extração de, 1 sortimento por ciclo operacional (T1); 2 sortimentos por ciclo (T2); e, 3 ou mais sortimentos por ciclo (T3). Nas condições médias de estudo, o sistema apresentou menor custo de produção quando T2 foi usado, devido sua maior produtividade. Entretanto, o T3 pode se tornar mais barato considerando-se alterações no volume médio por tora e distância de extração. Essa pesquisa fornece subsídios para melhoria da produtividade e redução dos custos desse sistema de colheita, possibilitando o aumento da rentabilidade no cultivo de povoamentos de pinus manejados para uso múltiplo da madeira. Palavras-chave: Técnicas e operações florestais. Estudo do trabalho. Manejo florestal. Sistemas de colheita. Métodos de trabalho. Abstract: Given the potential profitability of Pinus taeda stands managed for the multiple use of wood in the long term, it is essential compare operational alternatives for the prescriptions implementation imposed by the management regimes. This work was divided into three chapters, in which operational alternatives for pre-commercial thinning and final cutting of these stands were analyzed. In Chapter 1, the objective was to evaluate the performance, costs and hanged tree percentage of four semimechanized pre-commercial thinning prescriptions for five-year-old plantations. The prescriptions studied were: selective thinning 'from below' with removal of 250 trees ha-1 (PCb) and selective thinning 'from above' with removal of 250, 375 and 500 trees ha-1 (PC250, PC375 and PC500, respectively). The time consumed and the diameter at the breast height (dbh) of the trees felled in the operation were registered. The productivity, production costs and hanged tree percentage were dependent of dbh and the thinning type and prescription employed. In general, the operation execution does not present considerable problems related to the hanged tree percentage and provides average production costs varying from 158.01 R$ ha-1 (PC250) to 260.72 R$ ha-1 (PC500). In Chapter 2, the objective was to compare technical aspects and production costs of two mechanized harvesting systems, full-tree and cut-to-length, in stands final cutting. The machines performance in each system was determined through time and motion studies using modeling approach, also, operational and production costs were calculated. The systems were compared in the of current road density scenario and in an optimal road density scenario. The full-tree system presented higher productivities and lower production costs than cut-to-length. However, the second system required less road density. The possible adequacy for optimum road density would reduce the total production costs (harvesting + roads) of full-tree and cut-to-length systems, respectively, by 40.5% and 31.3%. Both systems can be recommended for these operations, the full-tree for being cheaper and cut-to-length for being more versatile for situations of lower road density. In Chapter 3, the performance and costs of cut-tolength mechanized system in final cutting operations were evaluated. In addition to determining the time consumed and operating costs, we also verified the effects of the average log volume, extraction distance and extraction working method, through an experimental and modeling approach. The work methods evaluated were: extraction of, 1 assortment per operational cycle (T1); 2 assortments per cycle (T2); and, 3 or more assortments per cycle (T3). In average study conditions, the system showed a lower production cost when T2 was used due to its higher productivity. However, T3 may become cheaper considering changes in average log volume and extraction distance. This research provides subsidies to improve productivity and reduction costs of this harvesting system, making it possible to increase profitability in the pinus stands cultivation managed for wood multiple use. Keywords: Forestry techniques and operations. Work study. Forest management. Harvesting systems. Work methods.

Orientador: Prof. Dr. Julio Eduardo Arce Coorientador: Prof. Dr. Alexandre Behling Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências Agrárias, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Florestal. Defesa : Curitiba, 25/02/2019 Inclui referências Resumo: A redução no número de medições de alturas em parcelas de inventário florestal tem sido tema de interesse prático nas empresas florestais, uma vez que está relacionado à redução de custos. O desafio consiste na diminuição do trabalho em campo, sem que isso comprometa a acuracidade dos modelos hipsométricos que representarão a altura das árvores não mensuradas. A partir disso, o objetivo do trabalho foi modelar a relação hipsométrica de povoamentos de Pinus taeda L. por meio da aplicação de algoritmos de aprendizado de máquina e modelos não lineares com inclusão de covariantes, visando reduzir o número de medições de altura em campo. A apresentação dos resultados foi realizada em dois capítulos. O primeiro teve como objetivo geral a otimização de hiperparâmetros de algoritmos de aprendizado de máquina aplicados à modelagem da relação hipsométrica. Para maximização do desempenho preditivo dos algoritmos k-Vizinhos Mais Próximos (k-VMP), Floresta Aleatória (FA), Máquinas de Vetores de Suporte (MVS) e Redes Neurais Artificiais (RNA) foi empregado o método de busca em grade com validação cruzada k-fold. O melhor modelo gerado para cada técnica teve o desempenho comparado com modelos não lineares modificados pela inserção de covariantes e modelos lineares genéricos. As técnicas de melhor desempenho preditivo foram RNA e MVS. Os modelos não lineares modificados também resultaram em indicadores favoráveis ao seu uso. No segundo capítulo, o objetivo foi testar a redução do número de medições de altura em inventários de Pinus taeda por meio de técnicas de aprendizado de máquina e modelos não lineares modificados, de modo que o uso desses não reduzisse a acuracidade obtida pelo emprego do método tradicional de modelagem da relação hipsométrica. O método tradicional (considerado testemunha) refere-se ao utilizado pela empresa que disponibilizou a base de dados e consiste na mensuração de 20 árvores por parcela em média, e no ajuste de modelos por estrato (idade, fase de manejo, sítio e região, totalizando 146 estratos). Dois subconjuntos da base de dados original foram gerados para simular a medição de alturas de três e de cinco árvores por parcela. Essas foram utilizadas para aplicação das técnicas RNA, MVS e modelo não linear com inclusão de covariantes. Para avaliação do desempenho dos métodos propostos, foram utilizados os indicadores estatísticos: erro absoluto médio, erro quadrático médio e análise gráfica de resíduos. Adicionalmente, foi realizada a análise de variância e o erro médio absoluto resultante da aplicação das técnicas (tratamentos) foram comparadas com o método tradicional (controle) pelo teste de Dunnett a 5% de probabilidade. A mensuração de 5 árvores por parcela foi suficiente para obter estimativas de altura estatisticamente equivalentes ao método tradicional, independente da técnica de ajuste dos modelos, o que não foi constatado para os tratamentos que consideraram a mensuração da altura de 3 árvores. Os estudos demonstraram que o procedimento de otimização de hiperparâmetros confere melhorias ao desempenho preditivo de técnicas de aprendizado de máquina, e que a medição da altura de 5 árvores por parcela é suficiente para modelar a relação hipsométrica de povoamentos de Pinus taeda por meio de MVS, RNA e modelos não lineares modificados pela inclusão de covariantes. Abstract: The reduction in the number of height measurements in forest inventory plots has been a matter of pratical interest in forestry companies since it contributes to reduce costs. The challenge is to reduce the need for field operational work without compromising the accuracy of height-diameter models that will represent the height of unmeasured trees. The objective of this research was to model the height-diameter relationship in Pinus taeda L. stands through the application of machine learning algorithms and nonlinear models with inclusion of covariates, aiming to the reduction of the number of height measurements in forest inventories in P. taeda stands. The main objective of the first chapter was to optimize the hyperparameters of machine learning algorithms applied to modeling the height-diameter relationship. To maximize the predictive performance of the k-Nearest Neighbors (k-VMP), Random Forest (FA), Support Vector Machines (MVS) and Artificial Neural Networks (RNA) algorithms, the grid search method with k-fold cross validation was used. The best model generated for each technique had the prediction performance compared to linear and nonlinear models with covariate inclusion. The best results were obtained by the RNA and MVS models. The modified nonlinear models also presented favorable indicators to their use. In the second chapter, the objective was to reduce the number of height measurements in forest inventories using machine learning and nonlinear models, in order to maintain the accuracy obtained by the use of the traditional method. The traditional method (adopted as the control) refers to what is used by the company that provides the data set and consists of the fit of models by stratum (age, management phase, site and region). Two subsets of the original database were generated to simulate the measurement of the heights of three and five trees per plot, respectively. These were used to apply the RNA, MVS and non-linear model with inclusion of covariates. To evaluate the performance of the proposed methods, statistical indicators were used (mean absolute error and mean squared error) and scatter plots of residues. In addition, the analysis of variance and the techniques (treatments) mean absolute errors were compared with the traditional method (control) by the traditional method, by the Dunnett test at 5% probability. The measurement of five trees per plot was sufficient to obtain height estimates statistically equivalent to the traditional method, independent of the regression technique used, what was not verified for the treatments that considered the height measurement of three trees per plot. The studies showed that optimization procedures of hyperparameters improve the predictive performance of machine learning techniques, and that the height measurement of five trees per plot is sufficient to model the height-diameter relationship in Pinus taeda stands by MVS, RNA and nonlinear models modified by the inclusion of covariates.

Orientador: Prof. Dr. Julio Eduardo Arce Coorientadores: Prof. Dr. Allan Libanio Pelissari, Prof. Dr. Marcos Benedito Schimalski Tese (doutorado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências Agrárias, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Florestal. Defesa : Curitiba, 17/09/2019 Inclui referências Área de concentração: Manejo florestal Resumo: O macaco-prego (Sapajus nigritus Goldfuss) é considerado uma espécie problema no segmento de florestas plantadas, ao usarem árvores de plantações comerciais como fonte de alimento. Os registros indicam que os danos estão relacionados aos períodos de escassez na floresta natural pela sua baixa qualidade ambiental e fragmentação. É fundamental para a busca de estratégias de manejo de macaco-prego a realização de pesquisa científica sobre fragmentação da paisagem, nos locais onde são encontrados danos, bem como a realização de trabalhos que avaliem os plantios antes da identificação dos danos com objetivo de possibilitar previsão e prevenção. Assim, o objetivo do presente estudo foi avaliar os atributos da paisagem relacionados ao uso de Pinus taeda L. por macaco-prego (Sapajus nigritus) por meio do estudo da paisagem e das características da vegetação. O estudo da paisagem foi conduzido em plantios florestais do estado de Santa Catarina, por meio de uma base de dados com informações dos danos causados pelo macaco-prego entre os anos de 2012 a 2016. Definiu-se escala de efeito considerando três fatores biológicos da espécie S. nigritus. Foram selecionadas cinco métricas para avaliar a disposição e a composição da paisagem, calculadas em mapas obtidos a partir da biblioteca 2.3 do MapBiomas. A diferença nas métricas entre os locais com e sem danos foi testada pelo Teste U de Mann-Whitney, ao nível de 5% de probabilidade. A existência de correlação entre as métricas e a presença de danos foi aferida pelo teste de correlação de Spearman. Para verificar a existência de autocorrelação espacial, o Índice de Moran I foi calculado. Para a avaliação das características da vegetação, o estudo foi realizado em três plantios de P. taeda localizados no município de Campo Belo do Sul, SC. Foram selecionadas aleatoriamente 180 unidades amostrais circulares de 500 m² em locais com e sem danos. Para avaliar as diferentes respostas espectrais, cinco imagens oriundas da constelação de satélites Sentinel-2 foram coletadas no período anterior a identificação dos danos e 15 Índices de Vegetação (IV) foram calculados, além do teor de clorofila da folha. Para avaliar a existência de relação entre os IV e a presença de danos, os dados foram submetidos ao teste de correlação de Spearman. Por meio da Regressão Logística Dicotômica, criou-se o modelo de preditor da ocorrência de danos, selecionando as variáveis regressoras com auxílio da Análise de Componentes Principais. Nas áreas com matriz florestal houve maior relação com a presença de danos. Ainda, nas áreas com danos, são encontradas manchas de maior área, melhor forma e menos fragmentadas, se comparadas aos locais sem danos. O Índice de Moran I resultou na ausência de autocorrelação espacial global. Existe correlação entre a variável categórica (presença ou ausência de danos) e os IV calculados para o período que antecede a ocorrência dos ataques. O resultado obtido da Regressão Logística Dicotômica apresentou-se satisfatório, com explicação global entre 75% e 79%. Dessa forma, pode-se concluir que as áreas com danos possuem características de paisagem menos fragmentada, com matriz microrregional florestal, em que os animais buscam os plantios com maior produção de fotoassimilados. Palavras-chave: Descascamento de árvores. Fragmentação florestal. Índices de vegetação. Atributos da paisagem. Abstract: The black capuchin monkey is considered a pest species in the planted forests field when use the trees as a food source. The records indicates that damage is related to periods of scarcity in natural forests, due to its low environmental quality and fragmentation. Scientific research on landscape fragmentation is essential for the search for capuchin management strategies, where damage is found, as well as carrying out works that evaluate the stands before the damage identification in order to enable prediction and prevention. Thus, the aim of the present study was to assess the attributes of landscape related to the use of Pinus taeda L. by black capuchin (Sapajus nigritus), through the landscape study and vegetation characteristics. The landscape study was carried out in forest stands at Santa Catarina State, through a database with information of damages caused by black capuchin between 2012 to 2016. The scale of effect was defined considering three biological factors of the species S. nigritus. Five metrics have been selected to evaluate the disposition and composition of the landscape, and calculated in maps obtained from the 2.3 library of MapBiomas. The difference in the metrics between the locations with and without damages was tested by the Mann-Whitney's U test, at the 5% probability level. The existence of correlation between metrics and presence of damages was measured by Spearman's Rho correlation test and to verify the existence of spatial autocorrelation, the Moran's Index was calculated. Although, to the vegetation characteristics assessment, the study was performed in three P. taeda stands located at Campo Belo do Sul, SC. 180 circular samples of 500m2 were randomly selected at locations with or without damages. To assess the different spectral responses, five images derived from the satellite constellation Sentinel-2 were collected on the period preceding the damage identification and 15 vegetation indexes (IV) were calculated, besides the chlorophyll content of the leaf. To evaluate the existence of relationship between IV and presence of damage, data were subjected to the Spearman's Correlation test. Through the Dichotomous Logistic Regression, the predictor model of damage occurrence was created, selecting the regressors with the support of the Principal Component Analysis. In the areas where the landscape matrix is occupied by forests there was higher relationship with the presence of damage. Moreover, in the areas with damages marks with bigger area, better form, and less fragmentation are found, when compared to the locations without damages. The Moran's Index resulted in the absence of global spatial autocorrelation. There is a correlation between the categorical variable (presence or absence of damage) and calculated IV for the period preceding the diagnosis of attacks. The result obtained in the dichotomous logistic regression presented satisfactory results, with global explanation between 75% and 79%. Thus, can be concluded that the areas with damages have characteristics of less fragmented landscape, with forest microregion matrix, where the animals seek the stands with photoassimilates production. Keywords: Forest fragmentation. Landscape attributes. Tree bark-stripping. Vegetation indexes.

Submitted by Fabiano Jucá (fjuca@unicentro.br) on 2019-05-15T14:12:01Z No. of bitstreams: 1 Tese Izabel Passos Bonete.pdf: 10606751 bytes, checksum: 7f8a688919dedfcd4847940740418660 (MD5) Made available in DSpace on 2019-05-15T14:12:01Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Tese Izabel Passos Bonete.pdf: 10606751 bytes, checksum: 7f8a688919dedfcd4847940740418660 (MD5) Previous issue date: 2018-06-06 Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES This research aimed to compare the performance of Artificial Neural Networks (ANNs) in relation to taper functions, applying the multilevel mixed effect modeling, to describe the profile of stems of Pinus taeda L. For that, 246 trees were sampled in the Telêmaco Borba region, Paraná State, Brazil, from which 80% were randomly selected to adjust and train the neural networks, and 20% randomly selected to validate the equations and generalize the networks. Were adjusted 15 taper functions, being five non-segmented models (NS), two segmented models (S), and eight models of variable form (FV). To adjust the models was applied the technique of nonlinear regression (nls) with fixed effect, selecting then the equation with better performance to estimate the diameters along the stem, to which was applied the nonlinear modeling with mixed effects (nlme). The nlme was applied in two levels, using the age class (ci) and DBH class (cd) factors, to estimate the diameters along the stem, as well the diameters with stratification of the stem in three sections (basal, medium and apical) and partial volume estimations for the same stratifications. For the volume estimations, the numeric integration process was applied. The adjustment were performed using the nls and nlme functions of the R software. The selected equations, of fixed and of mixed effect, were compared with the ANNs, generate with the software Neuro 4.0, in two scenarios, one for comparison with the fixed effect equation, and another, for comparison with the mixed effect equations selected. The models were ranked according to statistical criteria and graphical analysis of residuals. The methodologies tested showed efficiency to reach the proposed aims. The taper equations of variable form adjusted by the nls were more accurate than the non-segmented and segmented equations, and of the taper equations of variable form, the equation of Bi (2000) showed better performance to estimate diameters without stem stratification. The application of the nlme technique to the equation of Bi improved the accuracy of the diameter and partial volume estimations of Pinus taeda, in comparison to the adjustment performed with the nls technique. The ANNs showed adequate results, indicating to be adequate and accurate for the proposed estimations. When the ANNs and the equation of Bi with fixed effects are compared, the neural networks showed better performance for all the proposed estimations, for diameters and volume. In the comparison of the ANNs with the variations of the equation of Bi with mixed effects, for the diameter estimations, the neural networks showed a similar performance to estimate the diameter variable for all the tree stem and the basal section, however, for the medium and apical sections, the neural networks showed superior statistical criteria in comparison to the nlme regression. The neural networks were more efficient and adequate for the estimations of the partial volume, and for the three sections of the stem, especially for the medium and apical sections of the stem, for which they showed better accuracy than the variations of the equation of Bi with mixed effects adjusted by the nlme. Este estudo teve por objetivo comparar o desempenho das Redes Neurais Artificiais (RNAs) em relação às funções de afilamento com aplicação da modelagem de efeitos mistos multiníveis, para descrição do perfil do fuste de Pinus taeda L. Para tanto, foram utilizados dados amostrais de 246 árvores, coletados na região de Telêmaco Borba, Paraná, Brasil, dos quais foram selecionados, aleatoriamente, 80% para o ajuste dos modelos e treinamento das redes neurais e, 20% para validação das equações e generalização das redes. Foram ajustadas 15 funções de afilamento, sendo cinco modelos do tipo não segmentados (NS), dois modelos do tipo segmentados (S) e oito modelos de forma variável (FV). Para o ajuste dos modelos, foi utilizada a técnica de regressão não linear (nls) de efeito fixo e, após a seleção da equação de melhor desempenho para estimativas de diâmetros ao longo do fuste, foi aplicada a modelagem não linear de efeitos mistos (nlme), em dois níveis, utilizando o fator classe de idade (ci) e classe de DAP (cd), para estimativas de diâmetros ao longo do fuste, bem como de diâmetros com estratificação do fuste em três seções (basal, mediana e apical) e estimativas de volumes parciais para as mesmas estratificações. Para as estimativas de volumes foi empregado o processo de integração numérica. Os ajustes foram realizados por meio das funções nls e nlme do software R. As equações selecionadas, de efeito fixo e efeito misto, foram comparadas com RNAs, geradas no software Neuro 4.0, em dois cenários, um para comparação com a equação de efeito fixo, e outro, para comparação com as equações de efeito misto selecionadas. Os modelos foram classificados conforme critérios estatísticos e análise gráfica de resíduos. As metodologias testadas mostraram-se eficientes para atingir os objetivos propostos. As equações de afilamento FV ajustadas por nls foram mais acuradas que as equações do tipo NS e S e, dentre as equações de afilamento FV, a equação de Bi (2000), apresentou melhor desempenho para estimativas de diâmetros sem estratificação do fuste. A aplicação da técnica nlme na equação de Bi (2000) aumentou a acurácia das estimativas dos diâmetros e volumes parciais para Pinus taeda, em relação ao ajuste realizado pela técnica nls. As RNAs apresentaram resultados satisfatórios, indicando serem adequadas e acuradas para as estimativas propostas. Na comparação das RNAs com a equação de efeito fixo de Bi, as redes apresentaram melhor desempenho em todas as estimativas propostas, para diâmetros e volumes. Na comparação das RNAs com as variações da equação de Bi de efeito misto, para estimativas de diâmetros, as redes apresentaram desempenho semelhante na estimação da variável diâmetro para o tronco inteiro e para a porção basal do fuste, entretanto, para a porção mediana e apical, as redes apresentaram critérios estatísticos superiores em relação à regressão por nlme. Para as estimativas de volumes parciais, as redes foram mais eficientes e adequadas que as variações da equação de Bi de efeito misto, ajustadas por nlme, para as três porções do fuste, em especial, para porção mediana e superior, em que apresentaram maior acuracidade.

Orientador: Prof. Dr. Julio Eduardo Arce Coorientador: Prof. Dr. Allan Libanio Pelissari Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências Agrárias, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Florestal. Defesa : Curitiba, 26/02/2018 Inclui referências Área de concentração: Manejo florestal Resumo: Este trabalho teve como objetivo formular modelos de Programação Linear Inteira Mista (PLIM) como suporte à tomada de decisões de planejamento tático da colheita florestal, em povoamentos de Pinus spp., para o abastecimento de uma empresa de celulose catarinense. Foram formulados modelos de colheita por blocos e talhões, com diferentes funções objetivo, visando avaliar o comportamento de cada modelo quanto os custos presentes, distribuição espacial e riscos de implementação do plano. O cenário que minimizou a oscilação do volume por blocos apresentou a melhor solução, observando-se que a fragmentação causada pelo uso de talhões bem como o risco de produção descontínuo, ao longo do horizonte de planejamento, pode ter efeito negativo sobre a indústria. Assim, formulou-se também modelos que buscassem minimizar os custos por blocos, assumindo restrições de equilíbrio de volume e minimização das distâncias, considerando a iteração entre as unidades de manejo e a distribuição das áreas. Para tal, após a solução dos modelos aplicou-se o algoritmo da árvore geradora mínima (Minimum spanning tree) avaliando-se as distâncias totais de dispersão da colheita referentes aos cinco anos de planejamento, dada a grande importância econômica das estradas em um problema da colheita florestal. Avaliou-se que o cenário que minimizou os custos, forçou a equalização do volume e limitou a dispersão da colheita, demonstrou a melhor alternativa de remuneração e de menor risco de oportunidade advinda do povoamento florestal. Palavras-chave: Programação linear inteira mista; Custo; Planejamento tático. Abstract: The objective of this work was to formulate Mixed Integer Linear Programming (PLIM) models to support the decision making of forest harvesting tactics in Pinus spp. Stands for the supply of a Santa Catarina pulp company. Collection models were formulated for stands and blocks with different objective functions, aiming at evaluating the behavior of each model in terms of the present costs, spatial distribution and risks of plan implementation. The scenario that minimized the volume oscillation by blocks presented the best solution, observing that the fragmentation caused by the use of blocks as well as the risk of discontinuous production, over the planning horizon, could have a negative effect on the industry. Thus, models were also formulated that sought to minimize costs by blocks, assuming volume balance restrictions and minimizing distances, considering the iteration between the management units and the distribution of the areas. To do so, after the solution of the models, the minimum spanning tree algorithm was applied, evaluating the total dispersion distances of the crop for the five years of planning, given the great economic importance of roads in a problem of forest harvest. It was evaluated that the scenario that minimized the costs, forced the equalization of the volume and limited the dispersion of the harvest, demonstrated the best alternative of remuneration and of less risk of opportunity coming from the forest stand. Keywords: Mixed integer linear programming; Cost; Tactical planning.

Submitted by Fabiano Jucá (fjuca@unicentro.br) on 2018-07-13T13:53:26Z No. of bitstreams: 1 Tese Edson Luis Serpe.pdf: 2646959 bytes, checksum: b55aa39c96718f825105863c30058da8 (MD5) Made available in DSpace on 2018-07-13T13:53:27Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Tese Edson Luis Serpe.pdf: 2646959 bytes, checksum: b55aa39c96718f825105863c30058da8 (MD5) Previous issue date: 2017-08-07 Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES The assortment of volumetric stock and efficiency saw lumber in Pinus spp. were studied in the municipality of Bituruna, in the southern region of the Paraná state, Brazil. Complete forest inventory (census) and a sampling forest inventory were taken (random and systematic sampling) with circular and rectangular plots with different sampling intensities (1, 2 and 5%). A completely randomized design was used to evaluate the assortment of standing forest using either complete or 100% (census) inventory and forest inventory by sampling, as well as testing different assortment alternatives. The data were submitted to the Bartlett test, analysis of variance (ANOVA) and the Tukey test to verify the differences between the means of the treatments. The relative losses of the forest harvest were studied, generating downgrade assortments coefficients. Sawmill efficiency were evaluated in a conventional sawmill and the optimization simulation was performed with MaxiTora software. The results showed that the assortment used, directly influences the commercial volume, ranging from -21.51 to 1.94%. The losses related to the forest harvest were 11.92%. The assortments downgrade resulted in losses of 5.41% in gross revenue of the forest stand, which are caused by tree stems nonsymmetry (bifurcations and tortuosities), by pest damage and lack of precision of the processor head. The efficiency of non-scheduled logs sawing lumber varies form 35.79 to 45.09%, however the efficiency of a sawing lumber, considering the use of a timber optimization software, ranges from 36.81 to 55.15%. The greatest economic benefit of sawed lumber was observed in logs with diameters ranging from 16 to 23. O sortimento do estoque volumétrico e rendimento de madeira serrada em floresta de Pinus spp. foi estudado no município de Bituruna, região sul do estado do Paraná. Foram realizados inventário florestal a 100% e inventário florestal por amostragem (amostragem aleatória e sistemática), com parcelas circulares e retangulares, com diferentes intensidades amostrais (1, 2 e 5%). Foi utilizado um delineamento inteiramente casualizado para avaliar o sortimento da floresta em pé, utilizando inventário completo ou a 100% (censo) e inventário florestal por amostragem, além de testar diferentes alternativas de sortimento. Os dados foram submetidos ao teste de Bartlett, análise de variância (ANOVA) e o teste de Tukey, para verificar as diferenças entre as médias dos tratamentos. As perdas relativas da colheita florestal foram estudadas, propondo-se coeficientes de downgrade de sortimentos. Foram avaliados em serraria convencional os rendimentos do desdobro de madeira serrada e realizada a simulação da otimização com o software MaxiTora. Os resultados obtidos demonstraram que o sortimento utilizado influenciou diretamente no volume comercial, variando entre -21,51 a 1,94%. As perdas na colheita florestal foram de 11,92%. O downgrade de sortimentos proporcionou perdas de 5,41% na receita bruta do povoamento florestal, as quais foram produzidas pela não simetria dos fustes (bifurcações e tortuosidades), danos por pragas e falta de precisão do cabeçote processador. O rendimento do desdobro de toras não programado proporcionou rendimentos de 35,79 a 45,09%, contudo, o rendimento do desdobro de toras considerando a utilização de software de otimização de toras, variou de 36,81 a 55,15%. O maior benefício econômico de madeira serrada foi observado em toras de 16 a 23 cm de diâmetro.

Orientador : Prof. Dr. Afonso Figueiredo Filho Coorientadores : Prof. Dr. Henrique Soares Koehler, Prof. Dr. Julio Eduardo Arce, Dr. Rodrigo Geroni Mendes Nascimento Tese (doutorado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências Agrárias, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Florestal. Defesa: Curitiba, 23/02/2017 Inclui referências Área de concentração : Manejo florestal Resumo: Este trabalho teve como objetivo analisar o desempenho de metodologias de coleta de dados em inventários florestais e avaliar os efeitos de erros amostrais e não amostrais nas estimativas volumétricas do povoamento. A área de estudo tem 43,579 hectares de plantio misto com árvores de Pinus taeda e Pinus elliottii, com 16 anos de idade. A área total foi inventariada por enumeração completa (censo), onde foram medidos todos os diâmetros e alturas das árvores. Após o censo, a área foi inventariada por amostragem, utilizando os processos de amostragem aleatório e sistemático, com parcelas retangulares e circulares de 600 m², o número de parcelas instaladas foi de acordo com três frações de amostragem: 1%, 2% e 5% da área. Foram cubadas 102 árvores, distribuídas nas classes de diâmetro do povoamento. Diferentes estratégias para ajuste de modelos hipsométricos foram avaliadas, observando os efeitos de suas estimativas na determinação do estoque volumétrico do povoamento. As estimativas de volume total obtidas por modelos volumétricos de simples e dupla entrada, modelo de afilamento, fator de forma médio e fator de forma médio por classe de diâmetro foram comparados entre si e observados seus efeitos nas estimativas volumétricas do povoamento. Foram também avaliados diferentes tamanhos e composições da amostra usada para ajuste de modelos volumétricos. As estimativas de volume total e por sortimento, geradas por diferentes configurações de amostragem, foram avaliadas quanto a sua acuracidade. Por fim, este estudo, buscou analisar a influência de erros não amostrais aleatórios e sistemáticos sobre as estimativas de volume total do povoamento. Os principais resultados obtidos com a pesquisa foram: quanto as estratégias de estimativa de alturas, a que produziu melhores resultados com o menor esforço de medições de altura em campo é a utilização de dados das árvores cubadas juntamente com as alturas de árvores dominantes. Em relação as estimativas de volume, o fator de forma por classe de diâmetro foi o método com melhor desempenho para as estimativas de volumes individuais, seguido do modelo volumétrico de Schumacher e Hall. As diversas composições da base de dados usadas no ajuste do modelo volumétrico, não propiciaram influência significativa nas estimativas de volume do inventário. Em relação as configurações de amostragens analisadas, não foi constatada diferença significativa entre as estimativas obtidas pelas duas formas de parcelas avaliadas (retangular e circular) e entre as três frações de amostragem empregadas. A amostragem sistemática apresentou estimativas de volume total e por classe de sortimento mais exatas que a amostragem aleatória. Em relação as simulações de erros não amostrais, concluise que o erro amostral dos inventários não foi afetado pelos erros de medição no diâmetro e na altura das árvores. Entretanto, erros de medição no diâmetro são mais relevantes para as estimativas de volume do povoamento. Independentemente do tipo de erro que ocorre nas medições das árvores, todos propiciaram estimativas diferentes do real, evidenciando a importância de um controle de qualidade das medições das varáveis do inventário florestal. Palavras-chave: Estimativas de alturas. Estimativas de volume. Censo. Pinus spp. Abstract: This study aimed to analyze the performance of data collection methodologies in forest inventories and to evaluate the effects of sampling and non sampling errors on volumetric estimates. The study area comprised 43.579 hectares of mixed plantation of Pinus taeda and Pinus elliottii trees at 16 years old. The total area was inventoried by complete enumeration, where all diameters (d) and heights of trees were measured. After the complete enumaration, the area was inventoried by random and systematic sampling. Rectangular and circular plots of 600 m² were set in three sampling fraction: 1%, 2% and 5 % of the total area. A total of 102 trees were sampled, distributed in all d classes of the stand. Different strategies for fitting hypsometric models were evaluated, observing the effects of their estimated heights in the determination of the volumetric stand stock. The total volume estimates obtained by single and double input volumetric models, taper model, mean form factor and mean form factor per d class were compared as well as their effects on volumetric estimates of the stand. Also, different sizes and arrangements of sample units were evaluated on the fitting of volumetric models. Total and assortment volume estimates obtained by different sampling arrangements were evaluated for their accuracy. Finally, this study sought to analyze the influence of random and systematic non sampling errors on the estimates of total stand volume. The main results were: in relation to height estimation strategies, the best fit were obtained using height data of all trees selected in the inventory combined with dominant trees heights of the plots. In relation to the volume estimates, the form factor by d class was the best performing method for individual volume estimation, followed by Schumacher and Hall fitted volume model. The range of database compositions used for fitting volumetric model provided no significant influence in volume estimates in the forest inventory. In relation to the sampling configurations, no significant difference between the estimates obtained by the two evaluated plot layout (rectangular and circular) were found, as well as between the three sampling fraction. The systematic sampling provided more accurate estimates of total and assortment volume than random sampling. Regarding the non sampling error simulations, it was concluded that sampling error of forest inventories was not affected by measurement errors in d and height of the trees. However, measurement errors in d were the most relevant for stand volume estimates. Regardless of the type of error present in tree measurements, all procedures resulted in different estimates compared to the real values, highlighting the importance of quality control in tree measurements of all variables in a forest inventory. Keywords: Height estimates. Volume estimates. Complete enumaration. Pinus spp.

Orientador: Prof. Dr. Nelson Yoshihiro Nakajima Coorientadores: Prof. Dr. Júlio Eduardo Arce, Profa. Dra. Ana Paula Dalla Corte Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências Agrárias, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Florestal. Defesa : Curitiba, 30/10/2017 Inclui referências: p.81-86 Área de concentração: Manejo Florestal Resumo: O objetivo deste trabalho foi testar uma nova metodologia para avaliação de medições de variáveis dendrométricas em auditorias de inventários florestais e comparar com a metodologia convencional de auditorias, utilizada em diversas empresas do setor florestal. Para isso, foram realizadas remedições em 5% do total de parcelas do inventário, o equivalente a 144, todas obtidas aleatoriamente dentro de 24 projetos de plantios do gênero Eucalyptus, onde foram tomados os valores de circunferência a 1,30 m de altura (CAP) e altura total de todas as árvores. Os dados foram avaliados pelo método convencional de auditoria, usando como critérios de avaliação das medições dos valores de CAP e altura total, a diferença relativa entre os valores médios, a frequência por classe de erros e os valores extremos de medições (Cenário 1), e pelo método proposto, que utilizou como critérios de avaliação o teste t de Student e os indicadores estatísticos de Raiz do erro quadrático médio em percentagem (REQM%), Viés em percentagem (Viés%), desvio médio (DM) e gráfico de distribuição dos resíduos (Cenário 2). A avaliação convencional mostrou pouca diferença relativa entre a média das medições dos valores de CAP da auditoria e do inventário, variando entre -0,61% e 0,47%, nenhum projeto ultrapassou os limites de diferença relativa pré-estabelecidos, assim como não houve valores extremos e nenhuma parcela foi reprovada. Para os valores de altura total, a diferença relativa entre as médias variou entre -1,36% e 0,83% não havendo reprovação por esse critério. Um projeto foi reprovado pela análise da frequência e não houveram valores extremos. Foi possível observar uma variação entre -1,54% e 1,05% nos volumes médios estimados. Apresentaram diferença estatística 19 projetos, ao nível de 5% de probabilidade através do teste t de Student para os valores de CAP e 11 projetos para os valores de altura total. Os valores de CAP apresentaram REQM% entre 0% e 0,7432% já os valores de altura total entre 0,6526% e 3,8981%. Os resultados do Viés% variaram entre -0,6063% e 0,4654% para os valores de CAP e entre -1,3581% e 0,8303% para os de altura total. Os resultados de DM, variaram entre 0,0000 e 0,2882 para os valores de CAP e entre 0,0329 e 0,6667 para os de altura total. Para o volume estimado apresentaram REQM%, Viés% e DM variando respectivamente entre 0,4524% e 2,9472%, -1,6044% e 1,0456% e 0,0001 e 0,0049. Para os valores de CAP, observou-se que todos os projetos apresentaram dispersões inferiores a ± 5%, algumas tendências a superestimavas e subestimativas e maiores dispersões na classe de valores de CAP de 35 cm a 45 cm. Para os valores de altura total as dispersões variaram na ordem de até ± 10% e não foram observadas tendenciosidades. Foi observado que as dispersões dos resíduos tendem a diminuir conforme os valores de altura total das árvores aumentam. Para as estimativas do volume total com casca, as dispersões variaram entre ± 10%, assim, foi possível observar tendências a superestimavas e subestimativas. Também se observou que as dispersões dos resíduos tendem a diminuir conforme o volume individual das árvores aumenta. Sendo assim, concluiu-se que o uso dos indicadores estatísticos proporciona uma maior eficiência na capacidade da auditoria de interpretação da influência dos erros de medições nas variáveis dendrométricas de interesse e seus resultados podem ser facilmente comparados e anexados aos processos estatísticos do inventário florestal. Palavras-chave: Erros-não amostrais; Inventário florestal; Exatidão. Abstract: The objective of this work was to test a new methodology for the assessment of measurements of dendrometric variables in forest inventory audits and compare it with the conventional auditing methodology used in several companies in the forest sector. For this, remeasurements were taken in 5% of the total plots of the inventory, equivalent to 144, all randomly selected within 24 projects of plantations of the genus Eucalyptus, where the values of circumference at 1.30 m height (CBH) and total height of all trees were measured. The data were evaluated by the conventional method, using the relative difference between the mean values, the frequency by class of errors and the extreme values of measurements (Scenario 1), and by the proposed method, which used Student's t test and the root mean square error (RMSE%), percentage bias (% bias), mean deviation (MD) and residual distribution graph (Scenario 2). The conventional assessment showed little relative difference between the mean values of auditory and inventory CBH values, ranging from -0.61% to 0.47%, no project exceeded the relative difference limits pre-established, as well as there were no extreme values and no portion was disapproved. For the total height values, the relative difference between the means ranged from -1.36% to 0.83%. There was no failure by this criterion, one project was rejected by frequency analysis and there were no extreme values. It was possible to observe a variation between -1.54% and 1.05% in the estimated mean volumes. Statistical difference was presented by19 projects at the 5% probability level by the Student t-test for the CBH values and 11 projects for the values of total height. CBH values presented RMSE% between 0% and 0.7432% and the total height values between 0.6526% and 3.98981%. The Bias% results ranged from -0.6063% to 0.4654% for CBH values and between -1.3581% and 0.8303% for total height. For MD results, they ranged from 0.0000 to 0.28882 for CBH values and between 0.0329 and 0.6666 for total height. For the estimated volume, RMSE%, Bias% and MD varied respectively between 0.4524% and 2.9472%, 0.9918 and 0.9999, -1.6044% and 1.0456% and 0.0001 and 0.0049. For CBH values, it was observed that all the projects showed dispersions below ± 5%, some tendencies to overestimate and underestimates, and greater dispersions in the class of CBH values of 35 cm to 45 cm. For the values of total height, they presented dispersions varying in the order of up to ± 10%, no tendencies were observed and it was observed that the dispersions of the residuals tend to decrease as the values of total height of the trees increase. For the estimates of the total volume out-side bark, the dispersions varied around ± 10%, thus, it was possible to observe tendencies to overestimations and underestimations, also it was observed that the dispersions of the residuals tend to decrease as the individual volume of the trees increases. Thus, it was concluded that the use of the statistical parameters presents a greater efficiency in the audit capacity of interpretation of the influence of measurement errors on the dendrometric variables of interest and their results can be easily compared and attached to the statistical processes of the forest inventory. Keywords: Non-sampling errors; Forest Inventory; Accuracy.

Orientador : Prof. Dr. Carlos Roberto Sanquetta Coorientadores : Prof. Dr. Renato Vinicius Oliveira Castro, Prof. Dr. Julio Eduardo Arce Tese (doutorado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências Agrárias, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Florestal. Defesa: Curitiba, 19/12/2016 Inclui referências: f. 142-153 Resumo: Estudos com Redes Neurais Artificiais (RNA) para o gênero Pinus são incipientes no Brasil. O objetivo deste trabalho foi testar as RNA para estimação da altura, volume e afilamento para povoamentos de Pinus taeda L., bem como avaliar sua aplicabilidade e compará-la com os métodos tradicionais de regressão. Para a estimação de altura por regressão e RNA foram utilizados dados de 304 parcelas permanentes, totalizando 2.454 remedições de parcela em plantios de Pinus taeda L. entre 3 e 21 anos, pertencentes à empresa Klabin S.A. No ajuste dos modelos hipsométricos os dados foram estratificados em ano de plantio, totalizando 11 estratos. Para cada estrato foram ajustados 4 modelos hipsométricos, e esses avaliados de acordo com o coeficiente de correlação ajustado (R² ajust), erro padrão da estimativa (Syx%), gráficos de dispersão de resíduos, além de estatísticas complementares como viés (V), média das diferenças absolutas (MD) e desvio padrão das diferenças (DPD). Os melhores modelos aplicados nos dados de validação foram comparados às RNA, que por sua vez foram treinadas no software Statistica 7.0, em que as 20 melhores redes foram aplicadas aos dados sem estratificação. A RNA com melhor desempenho para estimar a altura total foi comparada com o modelo de regressão por estrato. Para avaliar a precisão dos modelos hipsométricos e RNA para a redução da medição das alturas, os dados de ajuste foram reduzidos em 30% e 60%, e ajustados e treinados respectivamente. Para a estimação de volume total com casca e diâmetros e volumes ao longo do fuste e ainda volume total com casca por meio de funções de afilamento, foram utilizadas 212 cubagens de árvores com diâmetro a 1,30 (dap) entre 5 e 45 cm e aplicados o método da RNA e regressão. Na metodologia de ajuste por regressão os dados foram divididos em 4 estratos e para cada estrato ajustado 4 modelos de volume e 4 modelos de afilamento. O treinamento das RNA e seleção dos modelos de regressão foram realizados com a mesma metodologia da relação hipsométrica. As melhores RNA e modelos de regressão aplicados aos dados de validação foram comparados para verificar as melhores estimativas. Na estimativa de altura, modelos de regressão apresentaram melhor desempenho que as RNA para a base de dados total e na redução de até 60%. Na estimativa de volume total com casca os modelos estratificados por regressão apresentaram resultados mais satisfatórios, enquanto na estimativa do diâmetro e volume ao longo do fuste as RNA foram mais precisas. Conclui-se que, para as estimativas de altura e volume total de Pinus taeda, o uso de modelos de regressão é mais adequado especialmente em função da maior facilidade de aplicação. Já para as estimativas de diâmetros e volumes ao longo do fuste, o uso das RNA é mais adequado em razão de sua maior precisão e maior complexidade de ajuste dos modelos de afilamento. Palavras-chave: desempenho, interações não lineares, modelos de regressão. Abstract: Studies with Artificial Neural Networks (ANN) for the genus Pinus are incipient in Brazil. The main purpose of this work was to test ANN for height, volume and taper estimation for stands of Pinus taeda L., as well as to evaluate its applicability and to compare it with traditional regression methods. For the height estimation by regression and ANN, data from 304 permanent plots were used, totaling 2,454 remeasurements in Pinus taeda L plantations between 3 and 21 years, belonging to the company Klabin S.A. For the hypsometric models the data were stratified in year of planting, totaling 11 strata. For each stratum, 4 hypsometric models were fitted, and these were evaluated according to the adjusted correlation coefficient (R² adjust), standard error of estimative (Syx%), residual scatter plots, as well as complementary statistics, such as bias (V), absolute differences (MD) and standard deviation of differences (DPD). The best models applied in the validation data were compared to ANN trained in the Statistica 7.0 software, in which the 20 best networks were applied to the data without stratification. The best ANN performing to estimate total height was compared with the stratum regression model. To evaluate the accuracy of the hypsometric and ANN models for the height measurements reduction, the data were reduced by 30% and 60%, and adjusted and trained, respectively. For the estimation of the total volume with bark and diameters and volumes along the stem and also total volume with bark by means of tapering functions, 212 trees were scaled with diameter at 1.30 (dbh) between 5 and 45 cm and ANN and regression method was applied. In the regression adjustment method the data were divided into 4 strata and for each stratum adjusted 4 volume models and 4 taper models. The ANN training and regression models selection were performed using the same methodology as the hypsometric relation. The best ANN and regression models applied to the validation data were compared to verify the best estimates. In height estimation, regression models presented better performance than ANN for the total database and data reduction of up to 60%. For the estimation of total volume with bark, the models stratified by regression presented more satisfactory results, whereas for the estimation of diameter and volume along the stem the ANN was more accurate. It was concluded that, for the estimates of height and total volume of Pinus taeda, the use of regression models is more appropriate especially due to the greater ease of application. For the estimation of diameters and volumes along the stem, the use of ANN is more adequate because of the better precision and greater complexity of adjustment of the models of tapering. Keywords: Performance, nonlinear interactions, regression models.

Orientador : Dr. Julio Eduardo Arce Co-orientador : Dr. Afonso Figueiredo Filho Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências Agrárias, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Florestal. Defesa: Curitiba, 19/02/2016 Inclui referências : f. 85-90 Área de concentração : Manejo Florestal Resumo: O cultivo do Pinus é uma alternativa importante para suprir a demanda de madeira e proteger as florestas nativas no Sul do Brasil. Porém, planejar o uso sustentável desses recursos ao longo do tempo é uma atividade que requer aplicações de procedimentos matemáticos de simulação e otimização florestal. Nesse contexto, o presente estudo teve como objetivo principal regular a estrutura volumétrica de povoamentos de Pinus elliottii e Pinus taeda utilizando programação linear. O banco de dados utilizado nessa pesquisa foi obtido a partir do inventário florestal contínuo da empresa Juliana Florestal, localizada em Caçador, estado de Santa Catarina, Brasil. Inicialmente, quatro modelos de regressão não linear foram ajustados para classificar os sítios dos povoamentos de Pinus elliottii e Pinus taeda, por meio da altura dominante. As curvas de índices de sítio foram avaliadas pelo teste de anamorfismo, para verificar a relação entre os índices de sítio e as alturas dominantes médias nas diferentes idades. Posteriormente, o modelo polinomial de 5° Grau foi ajustado para estimar o volume dos sortimentos florestais. O teste L&O foi aplicado para verificar a identidade das estimativas de volume total provenientes do método sem agrupamento (ajuste por idade) e com agrupamento (ajuste geral) dos dados. Para regular a estrutura dos povoamentos de Pinus spp. foram desenvolvidos e analisados quatro modelos de otimização: 1) maximização da produção volumétrica dos sortimentos; 2) maximização do valor presente líquido dos sortimentos; 3) minimização da oscilação da produção anual máxima e mínima dos sortimentos; 4) e minimização dos desvios absolutos da produção dos sortimentos entre anos consecutivos. Os diferentes cenários de programação linear descritos foram resolvidos pelo software OpTimber-LP®, que utilizou o SisPinus® para simular os regimes de manejo e o LINGO® para otimizar. O modelo de Bailey de 4 Parâmetros apresentou desempenho superior na classificação de sítios dos povoamentos de Pinus elliottii e Pinus taeda. As curvas de índices de sítio resultaram em padrão anamórfico para as duas espécies. O polinômio de 5° Grau ajustado com os dados não agrupados (ajuste por idade) proporcionou estatísticas superiores para estimativa do volume total. O teste L&O indicou que as estimativas de volume total foram estatisticamente diferentes entre os métodos testados, mas essas diferenças foram muito pequenas e, dessa forma, optou-se pelo modelo geral (com agrupamento).Os modelos de otimização testados foram capazes de regular a estrutura volumétrica dos povoamentos de Pinus spp. Os regimes de manejo otimizado na função objetivo que minimiza os desvios absolutos da produção dos sortimentos entre anos consecutivos, para evitar possíveis problemas operacionais. Palavras-chave: Classificação de sítios. Função de afilamento. Sortimento. Pesquisa operacional. Otimização. Abstract: Pinus cultivation is an important alternative to supply the wood demand and to protect the native forests at Southern Brazil. However, planning the sustainable use of these resources throughout the time is an activity that requires mathematic procedures applications of forest simulation and optimization. In these context, the present study aimed to regulate the volumetric structure of the Pinus elliottii and Pinus taeda stands using linear programming. The database used in these research was obtained from continuous forest inventory of Juliana Florestal company, located at Caçador, Santa Catarina state, Brazil. Initially, four nonlinear regression models were fitted to classify the sites of the Pinus elliottii and Pinus taeda stands, by dominant height. The site index curves were evaluated by anamorphism test to verify the relation between site index and average dominant height at different ages. Posteriorly, the 5° Degree polynomial model was fitted to estimate the forests assortments volume. L&O test was applied to verify the identity of the total volume estimates from the without data grouping (fit by age) and with data grouping (general fit) method. To regulate the structure of the Pinus spp. stands four optimization models were developed and analyzed: 1) maximization of the assortments volumetric production; 2) maximization of the assortments net present value; 3) minimization of the assortments maximum and minimum annual production oscillation; 4) and minimization of the assortments absolute deviations production between consecutives ages. The different scenarios of linear programming described were solved by OpTimber-LP® software, that used the SisPinus® to simulate management alternatives and the LINGO® to optimize. The Bailey of 4 Parameters model showed superior performance in the site classification of the Pinus elliottii and Pinus taeda stands. Site index curves resulted in anamorphic patterns for both species. The 5° Degree polynomial fitted without data grouping (fit by age) provided higher statistics for total volume estimates. L&O test indicated the total volume estimates were statistically different between the methods tested, but the differences were very small and, thus, we adopted by general model (with grouping). Optimization models tested were able to regulate the volumetric structure of the Pinus spp. stands. The management activities optimized in the objective function that minimize the assortments maximum and minimum annual production oscillation to prevent possible operational problems. Keywords: Site classification. Taper function. Assortment. Operational Research. Optimization.

Orientador : Franklin Galvão Coorientadores : Prof. Dr. Román Carlos Rios e Júlio Arce Tese (doutorado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências Agrárias, Programa de Pós-Graduação em Ciências Florestais. Defesa: Curitiba, 08/04/2016 Inclui referências ao final de cada capítulo fls. 19-20;52-57;90-96;116-117 Área de concentração Resumo: O trabalho foi desenvolvido na Região Metropolitana de Curitiba, em uma Floresta Ombrófila Mista Aluvial sujeita a pulsos de inundações periódicos pelo rio Barigüi, tributário do rio Iguaçu, em solos hidromórfico, onde desde a década de 60, existem registros referentes a impactos por alteração de curso e poluição. Em 2000, ocorreu o vazamento de óleo do oleoduto OSPAR da Refinaria Presidente Getúlio Vargas - REPAR e, para a contenção, diques de alvenaria foram construídos, alterando a drenagem natural, prolongando a saturação hídrica do solo. Constituído por três capítulos, teve como objetivo elucidar a dinâmica da vegetação arbórea do dossel e da regeneração, durante quatorze anos, após o impacto. No primeiro capítulo realizou-se o estudo da dinâmica da vegetação arbórea do estrato superior, analisando-se os parâmetros fitossociológicos do período que ocorreu o acidente até 2014. Os resultados indicam que se trata de uma floresta monodominante, com baixa diversidade, onde ocorreu alternância de importância, porém, os parâmetros não foram significativos entre as diferentes alturas do lençol freático. O segundo capítulo diz respeito a dinâmica da regeneração arbórea, realizado durante o intervalo de tempo de dois anos. Não se detectou alterações significativas na composição e na estrutura, mas, quando comparado a um estudo feito em 2002 na mesma área, observou-se alternância de densidade entre espécies e, redução deste parâmetro para Allophylus edulis, que obteve os maiores valores, beneficiando a diversidade. A mortalidade foi superior ao recrutamento, variando entre as espécies, mas não houve relação com a altura do lençol freático. A mortalidade relativa por ano e por Classe de Altura foram constantes e proporcional por grupos ecológicos. O último capítulo considerou a dinâmica da vegetação arbórea do estrato superior através da Matriz de Transição e Razão de Movimentação que foram calculadas para a comunidade, para as espécies Gymnanthes klotzschiana e Allophylus edulis e para os grupos ecológicos relacionados à luminosidade e à saturação hídrica. A maioria dos indivíduos e a maior mortalidade ocorrem nas menores classes de diâmetro, independentemente da espécie. A transição para classes superiores irá depender das características fisiológicas (diâmetro máximo), da longevidade, luminosidade e da restrição hídrica. Abstract: The presente study was conducted in the Curitiba Metropolitan Region, in Alluvial Mixed Ombrophyllous Forest in areas subject to periodic flooding pulse, in hidromorphic soil, where the oil spilled from Petróleo Brasileiro S.A. (PETROBRAS) in the year 2000 and dikes were built like attempt to remove the oil chanded the natural drainage and it prolonged of water soil saturation. Permanet plots were alocated and phytossociologics parameters were estimated, since the period when the acidente was happended (14 years). It contains tree chapters. The first chapter concerns the tree upper stratatum and the results indicated that was a monodominant forest with low divert with changes in importance of some species, however the parameters have not significant relation with the water table. The second chapter was associated with tree regeneration stratum dinamic study. In two years, it was not detect significative changes in the composition and estructure of the regeneration stratum however considering the other work were realised in the same area in 2002, it was observed the density alternance between species and the mainly specie was losing the representation and it probably benefited the diversity.The mortality was higher than the recruitment, however there were many difefferences between the species, but this parameter was not significative with water table variation The anual relative value by mortality was a constant in height classes and it was distributed proportionally in ecological groups. The end chapter were about the tree upper stratum dinamic study employing transition matrix and movement ratio were calculated for community, Gymnanthes klotzschiana, Allophylus edulis and ecological groups. The results demonstrated the most part of the individuous constitute the lower diameters classes, regardless of the species. The transition to higher classes will be depended on the physiological characteristics of the species, longevity and water table level. The longevity was relataded to conduct of the specie and ecological grouped considering the water restriction and the requirement brightness. The high number of individuals and increased mortality occur in smaller diameter classes, regardless of species.Most individuals and increased mortality occur in smaller diameter classes, regardless of species. The transition will be depend on the physiological characteristics, longevity, brightness and water restriction.

Orientador : Dr. Julio Eduardo Arce Coorientador : Dr. Gustavo Valentim Loch Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências Agrárias, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Florestal. Defesa: Curitiba, 20/11/2015 Inclui referências : f. 67-71 Área de concentração : Manejo florestal Resumo: Este trabalho teve como objetivo formular modelos de Programação Linear InteiraMista (PLIM) como suporte à tomada de decisões de planejamento tático da colheitaem plantações florestais industriais. Foram formulados modelos de colheita por blocose talhões, minimizando os custos das atividades de colheita e manutenção da rede deestradas florestal envolvida, sujeitos a restrições de geração de caminhos deescoamento da produção madeireira a partir das unidades de manejo até a rodoviapavimentada por meio da aplicação do algoritmo de otimização em redes Floyd-Warshall, além de restrições de atendimento das metas de produção estabelecidas.O horizonte de planejamento foi de cinco anos com periodicidade anual e a área doestudo corresponde a cerca de 24.000 hectares de reflorestamento de Eucalyptusspp. e Pinus spp., pertencentes à empresa Klabin S.A., localizada no município deTelêmaco Borba, Paraná. Foram simulados nove cenários com diferentes níveis defragmentação espacial da colheita e com variações nas idades mínimas de corte dasunidades de manejo. Adicionalmente, um último cenário representando um planotático de colheita fornecido pela empresa foi gerado. Os cenários foram avaliadospelos seguintes parâmetros de desempenho: rendimento das unidades de manejoagendadas para colheita, extensão da rede de estradas utilizada e custo de produção.Os resultados demonstraram que a concentração espacial da colheita por blocosdiminui a quantidade de estradas utilizada, más diminui também o rendimentoprodutivo médio das unidades de manejo, ao contrário dos modelos por talhões quefragmentam a colheita utilizando mais estradas, mas optam por colher unidades demanejo mais produtivas em média. A diminuição da idade mínima de corte pode pioraro rendimento médio das unidades de manejo agendadas para colheita mas aumentatambém a quantidade de estradas utilizada. O custo de produção em todos oscenários simulados foi melhor que o plano tático fornecido pela empresa,demonstrando a eficiência dos modelos formulados em otimizar os planos táticos decolheita florestal.Palavras-Chave: Manejo florestal, Agendamento da colheita, Construção de estradas,Programação linear. Abstract: This work aims to formulate a mixed integer linear program (MILP) as a decisionsupport in tactical harvest planning of industrial forest plantations. Models wereformulated by harvest blocks and unit managements, minimizing the costs ofharvesting activities and road network involved subjected to wood path generationrestrictions from management units to the paved highway through the implementationof Floyd-Warshall network optimization algorithm, in addiction to attendance of goalsproductions restrictions. The planning horizon was five years on annual periods andthe study area comprises about 24.000 hectares composed by Eucalyptus spp. andPinus spp. reforestations, belonging to Klabin S.A Company, located in TelêmacoBorba, Paraná. Nine scenarios were generated with different level of spatial harvestfragmentations and with minimal cutting ages variations of management units,additionally one last scenario representing a tactical harvest plan offered by companywas generated. The scenarios were evaluated by the followed performanceparameters: management unit yield scheduled to be harvested, road networkextension and production costs. The results demonstrated that the harvest spatialconcentration by blocks decrease the amount of used roads but also decrease theaverage productive yield of management units, unlike the models by stands that breakup the harvest using more roads but choose management units average moreproductive to harvest. The decrease of minimal harvest yields may get worse theaverage yield of unit managements scheduled to be harvested but also increases theamount of used roads. The production cost in all simulated scenarios were better themtactical plan offered by company demonstrating the formulated models efficiency tooptimize tactical harvest planning.Keywords: Forest management, Harvest Scheduling, Road construction, Linearprogramming.

Orientador : Dr. Júlio Eduardo Arce Coorientadores : Dr. Edilson Batista de Oliveira e Dr. Edson Alves de Lima Tese (doutorado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências Agrárias, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Florestal. Defesa: Curitiba, 01/04/2015 Inclui referências Área de concentração : Manejo florestal Resumo: O Eucalyptus dunnii Maiden é uma das principais alternativas para a produção de madeira para energia. Todas as pesquisas foram realizada na localidade de Volta Grande, Município de Rio Negrinho, Norte de Santa Catarina. Com dados de 749 parcelas de inventário florestal contínuo e cubagem rigorosa de 599 árvores, foram ajustadas equações de mortalidade, função de distribuição de diâmetro, equação de volume, equação de sítio e função de forma.Com este conjunto de dados foi desenvolvido em parceria com a EMBRAPA Florestas, um software capaz de realizar a prognose de produção da floresta de Eucalyptus dunnii, em qualquer idade, além de possibilitar simulações de qualquer tipo de regime de manejo. O simulador SisDunnii mostrou-se viável para a estimativa dos principais dados dendrométricos e de volume. Nas estimativas do volumes dos povoamentos, a diferença aritmética em porcentual foi de 2,58%. Também apresentou coeficiente de determinação de 98,19, erro padrão foi de 15,56 m³.ha-1 e em porcentual 7,71% em relação ao média do volume existente. A espécie Eucalyptus dunnii pode-se constituir em opção para outros usos. Para estudo econômico, foram levantados os diversos custos de produção e colheita, bem como valores de venda da madeira e de terras. Foram realizadas, com uso do simulador SisDunnii, 153 diferentes regimes de manejo, com e sem desbastes, em três densidades de árvores com 1333, 1600 e 2.000.ha-1. O melhor regime sem desbaste, entre foi o regime com 1333 árvores.ha-1, com corte raso aos 12 anos. O melhor resultado dos regimes desbastados, com desbastes ao 7, 10, 14 e corte final aos 18 anos, com Valor Anual Equivalente de R$ 781,40 .ha-1. A menor densidade de árvores no plantio favorece os resultados econômicos. A realização de desbastes em povoamentos de Eucalyptus dunnii melhoram os resultados econômicos, em relação aos regimes sem desbaste. A secagem da biomassa pode representar uma melhoria substancial do combustível para geração de energia, como no caso do Eucalyptus dunnii. Com objetivo de avaliar as estratégias de secagem da madeira de Eucalyptus dunnii visando a redução do custo da energia de biomassa, foi realizado um experimento de secagem de madeira da espécie. A pesquisa durou cerca de 2 anos, com montagem de pilhas de secagem, com coleta quinzenais, totalizando 28 coletas anuais. Em cada coleta foi determinado o teor de umidade da madeira. Foram levantados os custos do pátio de madeira e custos de colheita da madeira. Foi utilizado apenas os dados do segundo ano de coleta, em função de alta precipitação no primeiro ano. Durante o período de estocagem de 373 dias, o teor de umidade diminui de 53,84% para 28,89%, representando redução de 46% do teor inicial. Durante o período de estocagem 373 dias, o poder calorífico útil aumentou, representando 74% de aumento. No período de 01 ano a densidade energética também cresceu 56%.A partir da necessidade mensal de energia necessária para as atividades industriais, realizou-se uma simulação de diversas estratégias de secagem no campo ou no pátio de madeira.Com secagem da madeira no campo e transporte para o pátio de armazenamento, as melhores opções seriam a secagem de três a cinco meses no campo, complementados com um mês de pátio. Com a opção de aumento na área física de pátio, as melhores opções seriam a secagem de três a quatro meses no campo, complementadas com dois meses de pátio. Palavras chave: modelagem florestal; simulação, Viabilidade Econômica, umidade da madeira; poder calorífico útil. Abstract: Eucalyptus dunnii Maiden is one of the main alternatives to wood production for energy. All searches were performed in the town of Volta Grande, municipality of Rio Negrinho, North of Santa Catarina. With data from 749 plots of continuous forest inventory and rigorosus cubage of 599 trees, mortality equations were adjusted diameters structure function, volume equation, site index equation and taper function. With this data set was developed in partnership with the EMBRAPA Florestas, a software capable of performing the prognosis of production of forest of Eucalyptus dunnii, at any age, as well as to provide simulations of any type of scheme of management. The simulator SisDunnii proved to be viable for the estimation of the main data dendrometricos and volume. To estimate the volumes of stands the arithmetic difference in percentage was 2.58 %. Also presented determination coefficient of 98.19, standard error was 15.56 m³ .ha-1 and in percentage 7.71% in relation to the average of the existing volume. The species Eucalyptus dunnii can constitute as an option for other uses. For economical study, were raised the various costs of production and harvesting, as well as values for the sale of timber and land. Were performed, with use of the simulator SisDunnii, 153 different management regimes, with and without thinning, in three densities of trees with 1333, 1600 and 2.000.ha -1. The best without thinning regime, was among the regime with 1333 trees.ha-1 with clearcutting to 12 years. The best result of thinned regimes, with thinning to 7, 10, 14 and end cut to 18 years, with Equivalent Annual Value of R$ 781.40 .ha-1. The lower density of trees in planting favors the economic results. The realization of thinnings in stands of Eucalyptus dunnii improve the economic results in relation to schemes without thinning . The drying of the biomass may represent a substantial improvement of the fuel for power generation. In order to evaluate the strategies Eucalyptus dunnii wood drying in order to reduce the cost of biomass energy, there was a wood drying experiment of the species. The search lasted about two years, with mounting drying cells, with fortnightly collection, totaling 28 annual collections. Was used only the data from the second year of data collection, due to the high precipitation that occurred in the first year. In each sample was determined the moisture content of the wood. The woodyard costs and timber harvesting costs were raised. During the storage period of 373 days, the moisture content decreases from 53.84% to 28.89 %, representing a reduction of 46% of the initial content. During the storage period 373 days, the calorific power useful increased, accounting for 74% of increase. In the period of 01 years the energy density also grew 56 % . from the need monthly energy required for the industrial activities, there was a simulation of various strategies of drying in the field or in the courtyard of wood. With wood drying in the field and transport for the courtyard of storage, the best options would be the drying of three to five months in the field, complemented with a month in wood yard. With the option to increase the physical area of courtyard, the best options would be the drying of three to four months in the field, supplemented with two months in the courtyard of storage of wood. Key words: forest modeling; Simulation, Economic Viability, wood moisture; calorific

Orientador : Prof. Dr. Julio Eduardo Arce Coorientador : Prof. Dr. Arinei Carlos Lindbeck da Silva Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências Agrárias, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Florestal. Defesa: Curitiba, 27/03/2015 Inclui referências : f. 50-51 Área de concentração : Manejo florestal Resumo: O planejamento da colheita florestal está entre as etapas mais importantes do empreendimento florestal devido principalmente ao seu alto custo. Planejar espacialmente a colheita está se tornando cada vez mais comum, pois os problemas que eram considerados muito restritivos computacionalmente no início da aplicação da pesquisa operacional no setor florestal tiveram suas formulações reorganizadas de maneira a facilitar a resolução, isso sem mencionar que os recursos computacionais e os programas otimizadores (solvers) existentes estão cada vez mais capazes de solucionar problemas maiores e mais complexos. Representar as vizinhanças entre unidades de manejo na forma de restrições tem sido uma tarefa desafiadora, pois cada conjunto de unidades de manejo tem uma conformação diferenciada e para que todas as combinações possíveis entre as unidades fiquem explícitas é necessário um esforço computacional a mais que o esforço de apenas resolver o modelo matemático, em outras palavras, gerar o modelo matemático também é uma tarefa que merece atenção. Neste trabalho foi utilizado um grupo de talhões (unidades de manejo) com apenas 26 unidades e posteriormente foi aplicada a mesma metodologia em uma área comercial com cerca de 10 mil hectares plantados com o gênero Pinus. As formulações e algoritmos já existentes para este tipo de problema foram utilizados com sucesso e graças à facilidade que linguagens computacionais matemáticas proporcionam foi possível criar uma rotina que consegue formular as restrições para qualquer floresta, desde que seja fornecida uma matriz de adjacência das unidades de manejo. Adicionalmente também é apresentado um procedimento para automatizar a criação da matriz de adjacência usando uma rotina dentro de um programa de Sistemas de Informações Geográficas (SIG). Os conjuntos de unidades de manejo testados tiveram um decréscimo no Valor Presente Líquido à medida que foram acrescentadas as restrições de áreas máxima e/ou mínima contínuas, assim como um maior tempo necessário para que o solver conseguisse encontrar a solução ótima. Palavras-chave: Adjacência de Talhões; Otimização do Planejamento Florestal; Modelo de Restrição por Área; Blocos de Colheita. Abstract: The forest harvesting planning is among the most important stages of forest activity because its high costs. Planning spatially the harvest is becoming increasingly common, as problems that were considered too restrictive computationally early in the application of operations research in the forestry sector had their formulations reorganized in order to facilitate the resolution, not to mention that the current computational resources and existing solvers programs are progressively more able to face larger and more complex problems. Represent the neighborhoods between management units in the form of restrictions has been a challenging task, as each set of management units has a different spatial conformation and, in order to achieve all possible combinations among them, an extra computational effort is needed apart than just the effort to solve the problem, in other words, to generate the problem is also a task that deserves attention. In this study it was first used a group of stands (management units) with only 26 units and the same methodology was extended to a commercial area with around 10 thousand hectares planted with Pinus. The formulations and algorithms existent for this type of problem have been successfully used and thanks to the aid provided by mathematical computer languages it was possible to create a script that can make restrictions to any forest, as long as an adjacency matrix of the management units is provided. Additionally, it is also presented a procedure to automate the creation of the adjacency matrix using a routine within a Geographic Information Systems program (GIS). The sets of management units tested had a decrease in Net Present Value as the restrictions of maximum and/or minimum continuous area were added, and a longer time was required for the solver to find the optimal solution. Keywords: Stands Adjacency, Forestry Planning Optimization, Area Restriction Model, Harvest Clusters.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior The objective of this study was to test the potential of satellite imagery, TM/Landsat 5, for discrimination of plantations of different ages of Eucalyptus dunnii and Eucalyptus urograndis and correlate the volume of these plantations, obtained from forest inventory, with the spectral responses. The values of spectral reflectance of the surface of the original images were recovered and after image geocoding the values of reflectance were extracted in six spectral bands TM sensor (B1, B2, B3, B4, B5 and B7) stand for the four groups studied: E. dunnii age 3 and age 5 and E. urograndis to 2.2 years and 4.2 years of age. In addition to the spectral bands vegetation indices SR, NDVI, SAVI_0.5, SAVI_0.25, MVI and GNDVI were used. To evaluate the behavior of the spectral variables for each stand, it was performed an analysis of principal components which, for the year 2009 , the variables B2 , B3 , GNDVI , B4 , B5 and B1 , were, in descending order , the most significaqnt. And for the year 2011, the most significant values were the SAVI_0.25, SAVI_0.5, B4, SR, MVI, NDVI and B2 variables, in descending order. From the discriminant analysis data of three discriminant functions (λ) to separate the four groups were generated. The structural attributes with better discriminatory power (in order of importance) were: SAVI_0.25, SAVI_0.5, B5, MVI, B7, B1 and B3. The discriminant model generated showed that functions correctly classified 100% of the cases in their predicted groups, revealing that the spectral variables were good predictors for distinguishing plantations. Correlation analysis between the biophysical variable (timber volume) was not significant for the planting of E. dunnii at 3 years old. For the planting of E. dunnii at 5 years was the most correlated variable B2 (r= -0.55). The B4 was the variable most strongly correlated with the volume in plantations of E. urograndis at 2.2 years old (r= 0.75) followed by the index Ln (SAVI_0.5) with r= 0.72. For E. urograndis at 4.2 years of age, the variables with the highest correlation were B2 (r= 0.67), followed by Ln (SAVI_0.5) with r= 0.63. From the correlation coefficients obtained, equations to estimate the volume were modeled. For the settlement of E. dunnii at 5 years, the best fitted equation explained 48% of the variability in the volume. The population of E. urograndis at 2.2 years obtained the best results, in which 57% of the variability was explained by the volume of spectral variables. The population of E. urograndis at 4.2 years obtained the lowest results, where only 45% of the variability was explained by the volume spectral variables. It was concluded that the methodology can be used to aid in species identification from satellite images and further studies should be conducted to estimate volume from spectral variables. O objetivo deste trabalho foi testar o potencial de imagem de satélite, TM/Landsat 5, na discriminação de plantios de diferentes idades de Eucalyptus dunnii e Eucalyptus urograndis e, correlacionar o volume desses plantios, obtidos a partir de inventário florestal, com as respostas espectrais. Os valores de reflectância espectral de superfície foram recuperados das imagens originais e após o georreferenciamento da imagem foram extraídos os valores das reflectâncias em seis bandas espectrais do sensor TM (B1, B2, B3, B4, B5 e B7) para os quatro povoamentos estudados: E. dunnii aos 3 anos e aos 5 anos e E. urograndis aos 2,2 anos e 4,2 anos de idade. Além das bandas espectrais foram utilizados os índices de vegetação SR, NDVI, SAVI_0,5, SAVI_0,25, MVI e GNDVI. Para avaliar o comportamento das variáveis espectrais para cada povoamento foi realizada uma análise de componentes principais em que, para o ano de 2009, as variáveis B2, B3, GNDVI, B4, B5 e B1, foram, em ordem decrescente, as mais significativas. E para o ano de 2011, os valores mais significativos corresponderam as variáveis SAVI_0,25, SAVI_0,5, B4, SR, MVI, NDVI e B2, em ordem decrescente. A partir da análise discriminante dos dados foram geradas três funções discriminantes (λ) para separação dos quatro grupos. Os atributos estruturais com melhor poder de discriminação (em ordem de importância) foram: SAVI_0,25, SAVI_0,5, B5, MVI, B7, B1 e B3. O modelo discriminante gerado demonstrou que as funções classificaram 100% dos casos em seus grupos preditos, revelando que as variáveis espectrais foram boas preditoras para distinguir os plantios. A análise de correlação entre a variável biofísica (volume de madeira) não foi significativa para o plantio de E. dunnii aos 3 anos de idade. Para o plantio de E. dunnii aos 5 anos a variável mais correlacionada foi B2 (r= -0,55). A B4 foi a variável com maior correlação com o volume nos plantios de E. urograndis aos 2,2 anos de idade (r= 0,75) seguido do índice Ln (SAVI_0,5) com r= 0,72. Para E. urograndis aos 4,2 anos de idade, as variáveis com maior correlação foram B2 (r= 0,67), seguido de Ln (SAVI_0,5) com r= 0,63. A partir dos coeficientes de correlação obtidos, foram modeladas equações para estimativa do volume. Para o povoamento de E. dunnii aos 5 anos, a melhor equação ajustada explicou 48% da variabilidade do volume. O povoamento de E. urograndis aos 2,2 anos obteve os melhores resultados, em que 57% da variabilidade do volume foi explicada pelas variáveis espectrais estudadas. O povoamento de E. urograndis aos 4,2 anos obteve os menores resultados, em que apenas 45% da variabilidade do volume foi explicada pelas variáveis espectrais. Conclui-se que a metodologia empregada pode ser utilizada para auxiliar na identificação de espécies a partir de imagens de satélite e novos estudos devem ser realizados para a estimativa de volume a partir de variáveis espectrais.

Orientador : Prof. Dr. Julio Eduardo Arce Coorientadores : Prof. Dr. Afonso Figueiredo Filho e Prof. Dr. Arinei Carlos Lindbeck da Silva Tese (doutorado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências Agrárias, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Florestal. Defesa: Curitiba, 27/08/2014 Inclui referências : f. 106-115 Área de concentração : Manejo florestal Resumo: O presente trabalho teve como objetivo avaliar versões paralelas e sequenciais dos algoritmos enxame de partículas (particle swarm optimization - PSO) e busca tabu (BT), aplicados a modelos de planejamento florestal com diferentes tipos de restrições de adjacência entre talhões. Os dados foram obtidos de povoamentos de Pinus spp e Eucalyptus spp com área total de 2.429,99 ha e 236 talhões, pertencentes à empresa REMASA Reflorestadora S.A. Foram gerados cenários considerando os tipos de restrição de adjacência denominados unit restriction model (URM) e area restricition model (ARM). Os métodos de resolução dos cenários foram os algoritmos PSO, BT e o método exato branch and bound. Foi também proposta uma modificação ao algoritmo PSO com intensificação de busca em vizinhança. Para os três métodos, PSO, BT e modificação da PSO, foram avaliadas diferentes configurações de seus parâmetros. Como forma de melhorar o tempo de processamento das meta-heurísticas, foram implementadas versões paralelas dos algoritmos PSO e BT conforme o modelo fork-and-join empregando a biblioteca OpenMP. Os resultados demonstram que o modelo ARM gera maior quantidade de restrições que o modelo URM. As melhores configurações para o algoritmo PSO foram com velocidade máxima de 10% e populações maiores que 100 partículas. Para a modificação proposta ao algoritmo PSO a melhor configuração foi com população de 10 partículas e intensificação de busca em vizinhança de uma solução vizinha por partícula por iteração. O algoritmo BT apresenta as melhores soluções quando a busca é realizada na vizinhança total e o tempo tabu é igual a 10 iterações. Quando comparado o desempenho dos três algoritmos, a BT apresenta as soluções de melhor qualidade, seguido da modificação da PSO com busca em vizinhança e, por fim, o algoritmo original PSO. As versões paralelas dos algoritmos PSO e BT apresentaram economia de tempo de processamento em relação às versões sequenciais, indicando que a programação paralela é uma estratégia promissora para resolução de problemas de planejamento florestal de grande porte. Palavras-chave: restrições espaciais, meta-heurísticas, agendamento da colheita florestal. Abstract: This study aimed to evaluate parallel and sequential versions of particle swarm optimization (PSO) and tabu search (BT) algorithms, applied to forest planning models with different types of adjacent constraints between stands. Data were obtained from stands of Pinus spp and Eucalyptus spp with total area of 2,429.99 ha and 236 stands belonging to the REMASA Reflorestadora S.A. enterprise. Scenarios were generated considering the adjacency constraint denominated unit restriction model (URM) and area restricition model (ARM). The methods of solving scenarios were the PSO, BT algorithms and the exact method branch and bound. It has also proposed a modification to the PSO algorithm by intensifying the search in the neighborhood. For the three methods, PSO, BT and modification of PSO have been evaluated different settings of its parameters. In order to improve the processing time of the meta-heuristics, parallel versions of PSO and BT algorithms have been implemented as the fork-and-join model using the OpenMP library. The results demonstrate that although less restrictive, the ARM model generates more constraints that the URM. The best settings for the PSO algorithm have been maximum speed of 10% and populations greater than 100 particles. To the proposed modification to the PSO algorithm was the best configuration with a population of 10 particles and intensification search in a neighboring solution per particle per iteration neighborhood. The BT algorithm presents the best solutions when the search is performed in the full neighborhood and tabu time is equal to 10 iterations. When comparing the performance of three algorithms, BT has the better solutions, followed by modification of the PSO using neighborhood search, and finally, the original PSO algorithm. The parallel versions of PSO and BT algorithms showed processing time savings compared to the sequential versions, indicating that parallel programming is a promising strategy for solving problems of large forest planning. Key-words: spatial constraints, meta-heuristics, harvesting scheduling.

Orientador : Prof. Dr. Julio Eduardo Arce Coorientador : Prof. Dr. Afonso Figueiredo Filho Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências Agrárias, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Florestal. Defesa: Curitiba, 15/12/2014 Inclui referências Área de concentração : Manejo florestal Resumo: A floresta de miombo de Moçambique é uma das mais extensas da África Austral, cobrindo uma área que corresponde a cerca de 70% do território nacional. Estas florestas encontram-se sujeitas à exploração florestal descontrolada no qual predomina o sistema de extração com base em licença simples, sendo a lenha, a produção do carvão e a produção de madeira em toras os principais produtos. No entanto, pouco se sabe no país sobre o crescimento das florestas nativas e sobre a distribuição espacial das espécies. Assume-se que o crescimento de todas as espécies e de todas as árvores é homogêneo e constante, e que a distribuição das árvores e das espécies na floresta é também homogênea. O presente trabalho teve como objetivo caracterizar os processos dinâmicos da floresta de miombo, dos grupos de valor comercial da madeira, e prognosticar a estrutura da floresta no futuro, utilizando a técnica de matriz da transição. Para este estudo, inventários florestais foram feitos em duas épocas separadas por 11 anos, em parcelas permanentes instaladas na localidade de Pindanyanga. Cada parcela tem 50 x 50m de dimensões e foram medidas com fita métrica todas as árvores com circunferência a altura de peito (CAP) igual ou superior a 31,4 cm, e com clinômetro foram medidas as respectivas alturas, comercial e total. Cada indivíduo medido foi pintado com tinta branca à altura do peito. Demarcou-se dentro da parcela uma subparcela de 25m x 25m para o levantamento da regeneração estabelecida. Na subparcela mediu-se CAP e altura total de todos os indivíduos com 15,7 cm ? CAP < 31,4 cm os quais foram pintados com tinta vermelha a altura de 1,30 m. O agrupamento das espécies baseou-se no Regulamento de Floresta e Fauna Bravia de Moçambique, que classifica as espécies florestais em preciosas (grupo 1), de primeira classe (grupo 2), de segunda classe (grupo 3), de terceira classe (grupo 4) e de quarta classe (grupo 5), de acordo com o seu valor comercial, científico, raridade, utilidade, resistência e qualidade. Toda aquela espécie que não aparece em nenhuma classificação acima referenciada, foi considerada como "não comercial" (grupo 6). As espécies não identificadas foram alocadas no grupo das não comerciais. Do presente estudo verificou-se que a taxa de mortalidade foi superior a taxa de ingresso. Apesar da redução do número de indivíduos ao longo do tempo, registrou-se incremento da área basal, e consequentemente do volume comercial. As classes de maior diâmetro da floresta não apresentam probabilidade de transição de árvores para classes seguintes, mas sim probabilidade de permanência na mesma classe diamétrica ou de mortalidade. A floresta de miombo na localidade de Pindanyanga apresentou redução do número de árvores por unidade de área no período de 2002 a 2013. Durante o período observado e simulado a distribuição das frequências por classe diamétrica apresentou distribuição exponencial negativa, ou seja, "J" invertido, forma típica da floresta natural. Palavras chaves: Florestas naturais, Parcelas permanentes, Distribuição diamétrica. Abstract: The miombo woodland of Mozambique is one of the largest in Southern Africa, covering an area about 70 % of the national territory. These forests are subjected to uncontrolled forest exploitation in which the predominant extraction system based on simple license, with firewood, charcoal production and production of log the main product. However, little is known in the country on the growth of native forests and on the spatial distribution of species. It is assumed that the growth of all species and all trees is smooth and steady, and that the distribution of trees and species in the forest is also homogeneous. This study aimed to characterize the dynamic processes of Miombo forest, groups of timber value, and predict the structure of the forest in the future, using transition matrices. For this study, forest inventories were carried out at two times separated by 11 years, in permanent plots established in Pindanyanga. Each plot is 50m x 50m in size and was measured with metric tape all trees with circumference at breast height (CBH) equal or higher than 31.4 cm, and their respective heights, commercial and total were measured with clinometer. Every measured tree was painted with white paint at breast height. It drew a subplot within the plot of 25m x 25m for the survey of established regeneration. In the Subplots were measured CBH and total height of all individuals with ? 15.7 cm CBH < 31.4 cm which was painted with red ink height 1.30 m. The grouping of species was based on the Rules of Forestry and Wildlife of Mozambique, which ranks the precious forest species (group 1), first class (group 2), second class (group 3), third class (group 4) and fourth class (group 5), according to its commercial, scientific value, rarity, usefulness, strength and quality. All that species that do not appear in any rankings referenced above, was considered "non-commercial "(group 6). Unidentified species were assigned to the group of non-commercial. The mortality rate was higher than the rate of ingrowth. Despite the reduction in the number of individuals over time, there was an increase in basal area, and consequently the commercial volume. Larger diameter forest class do not have transition probability to following classes of trees, but likely to remain at same diameter class or mortality. The miombo in Pindanyanga decreased the number of trees per unit area in the period 2002-2013. During the period observed and simulated the distribution of frequencies by diameter class showed a negative exponential distribution, ie, inverted "J" typical form of natural forest. Key-words: Natural forest, Permanent plots, Diameter distribution.