Izabel Passos Bonete

Defesa Pública: 06 de junho de 2018

Banca Examinadora:

Prof. Dr. Rômulo Môra – UFMT – Primeiro Examinador
Prof. Dr. Cassius Tadeu Scarpin – UFPR – Segundo Examinador
Prof. Dr. Edilson Batista de Oliveira – Embrapa Florestas – Terceiro Examinador
Prof. Dr. Afonso Figueiredo Filho – UNICENTRO – Quarto Examinador
Prof. Dr. Julio Eduardo Arce – UFPR/UNICENTRO – Orientador e Presidente da Banca Examinadora

Resumo:

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.

Diego Luis Venancio

Defesa Pública: 06 de abril de 2018

Banca Examinadora:

Profª. Dra. Marta Regina Barrotto do Carmo – UEPG – Primeira Examinadora
Profª. Dra. Rosemeri Segecin Moro – UEPG – Segunda Examinadora
Profª. Dra. Viviane Fernandes de Souza – UNICENTRO – Terceira Examinadora
Profª. Dra. Mariele Katherine Jungles – UEPG – Quarta Examinadora
Prof. Dr. Paulo Costa de Oliveira Filho – UNICENTRO – Orientador e Presidente da Banca Examinadora

Resumo:

Compreende-se a Interceptação Florestal como o retorno da água precipitada para a atmosfera durante ou logo após a precipitação. O objetivo do presente trabalho foi estudar o processo de modelagem, aliada a técnicas de sensoriamento remoto, com a finalidade de gerar informações referentes a dinâmica da Interceptação Florestal em ambiente de Floresta Ombrófila Mista. Essa pesquisa elencou e comparou métodos utilizados para estimativa da interceptação florestal, seus componentes e definições. O enfoque concentrou-se na observação do perfil climático e demonstrou a aplicação de modelos de interceptação. Técnicas de sensoriamento remoto foram aplicadas para verificação das condições de ocorrência da espécie dominante Araucaria angustifolia (Bert.) O. Kuntze. O monitoramento da precipitação foi efetuado no período de um ano hidrológico, em diversas condições de cobertura da floresta. A metodologia consistiu verificação dos parâmetros de utilização dos diversos modelos para cálculo da Interceptação Florestal e suas variáveis, diferenciação entre os modelos, coleta de dados pluviométricos e análise de imagem orbital. O perfil climático local foi obtido com a análise de dados de estações meteorológicas de superfície, e a influência da vegetação sobre a precipitação foi observada em 102 pontos de coleta com pluviômetros. Volumes, frequências e tempos de precipitação sob diversas coberturas de dossel florestal foram obtidas e comparadas com sua expressão em imagens de sensores remotos de alta resolução. A localização de indivíduos da espécie dominante (Araucária) foi efetuada e utilizada para inferências relativas a sua influência no perfil pluviométrico da precipitação interna. O resultado obtido foi a verificação de que os modelos de Rutter e Gash são os mais utilizados para a estimativa da interceptação florestal. A análise climática na região da Floresta Ombrófila Mista revelou um perfil de precipitações frequentes com predomínio de eventos de baixa intensidade, com chuvas intensas principalmente nos períodos de verão. O resultado observado foi um perfil de decréscimo do fator de interceptação pelo dossel, na medida que aumenta a intensidade da precipitação. Em média a interceptação foi de 13,8%. A mensuração da precipitação ocorreu em frequência horária, e houve preponderância de chuvas de menor intensidade (< 3 mm/h), sendo chuvas intensas (<40 mm/h) eventos de menor frequência. O tempo de precipitação interna é 34,6% superior ao da chuva externa, provavelmente devido ao fator de gotejamento. O monitoramento do processo de Interceptação florestal em árvores isoladas permitiu observar que a Araucária forma uma camada adicional de dossel sobre a floresta. O uso de dados de precipitação, integrado as informações de localização espacial e delimitação das copas de Araucária estimou a influência da espécie no processo de interceptação florestal. A perda de intercepção da copa da Araucária (em situação isolada) é de 3% da precipitação bruta, e o modelo analítico Revisto Gash é satisfatório para reproduzir a perda de intercepção para a Floresta Ombrófila Mista. Conclui-se que a estimativa da interceptação na Floresta Ombrófila Mista pode ser obtido a partir de imagens de sensores remotos, ajustando-se os valores a partir da área de cobertura das copas de Araucária. A estimativa desse valor é importante para estudos climatológicos e de restauração dos serviços ambientais.