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UNIVERSIDADE DO ESTADO DE SANTA CATARINA CENTRO DE CIÊNCIAS AGROVETERINÁRIAS – CAV Av. Luiz de Camões – B. Conta Dinheiro – Lages/SC – CEP 88520-000 Telefone: (0**49) 2101-9100 Home-page: www.cav.udesc.br – E-mail: cav@cav.udesc.br DENDROMETRIA – DENDM72 PROFESSOR: Marcos Felipe Nicoletti LISTA DE EXERCÍCIOS Sumário I- Volumetria, tabelas de volume, fator de forma e casca II- Biomassa III- Volume comercial de toras IV- Relascopia V- Funções de afilamento e sortimento florestal I- Volumetria 1. Determine o volume individual com casca pelo método de Newton, fator de forma natural e artificial da árvore cujos dados de cubagem estão expostos na tabela abaixo (as medidas médias entre as posições devem ser interpoladas). Dado: Altura total: 10,9m Posição (m) Diâmetro c/ casca (cm) 0,1 24,6 0,3 23 0,5 22,1 0,9 21,2 1,3 20 2 17,6 3 15,3 4 14,2 5 12,4 6 8,2 7 6,2 8 5,1 9 3,1 10 1,6 2. Sabendo que o fator casca (K) da árvore da questão anterior é de 0,859. Determine o volume sem casca da árvore, o volume de casca e a porcentagem de casca. 3. Um engenheiro florestal realizou um inventário florestal em uma área de 50 hectares de Pinus taeda. Em determinado ponto do processamento de dados ele precisou ajustar modelos de análise de regressão para estimar o volume individual das árvores, observe os resultados abaixo, interprete-os e responda qual modelo o engenheiro deveria escolher e justifique. Além disso, existe um outlier em um dos gráficos, identifique-o e explique as possíveis causas que resultaram nele. Modelos: UNIVERSIDADE DO ESTADO DE SANTA CATARINA CENTRO DE CIÊNCIAS AGROVETERINÁRIAS – CAV Av. Luiz de Camões – B. Conta Dinheiro – Lages/SC – CEP 88520-000 Telefone: (0**49) 2101-9100 Home-page: www.cav.udesc.br – E-mail: cav@cav.udesc.br Autores Modelos 1- HUSCH ln � � �� � �� ln 2- SPURR � � �� � �� ²� 3- STOATE � � �� � �� ² � �� ²� � � � Sendo: � � Volume (m³); � Diâmetro à altura do peito (cm); � �Altura total (m); ��; ��; ��; � � Parâmetros do modelo Gráficos de resíduos: -50 -30 -10 10 30 50 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 R e si d u o % DAP (cm) 1- Husch -50 -30 -10 10 30 50 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 R e sí d u o % DAP (cm) 2- Spurr -50 -30 -10 10 30 50 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 R e sí d u o % DAP (cm) 3- Stoate UNIVERSIDADE DO ESTADO DE SANTA CATARINA CENTRO DE CIÊNCIAS AGROVETERINÁRIAS – CAV Av. Luiz de Camões – B. Conta Dinheiro – Lages/SC – CEP 88520-000 Telefone: (0**49) 2101-9100 Home-page: www.cav.udesc.br – E-mail: cav@cav.udesc.br Erro padrão da estimativa (absoluto e relativo) e Coeficiente de determinação ajustado: MODELOS Syx (m³) Syx(%) R²ajustado 1 0,2666 9,9556 0,9391 2 0,2255 8,4298 0,9519 3 0,2141 7,99 0,96 4. De acordo com a equação, determine o volume total de Pinus taeda sabendo que a área reflorestada é de 3 hectares e a área amostrada (amostragem aleatória simples) é de 900m². Dados: Equação: � � �6,775 � 0,001462 ∙ ���� � 0,000034 ∙ ����� � 0,000058����� � 0,00038�² Dados da área amostrada (900m²): Árvore DAP (cm) h(m) 1 58,0 33,0 2 42,9 28,7 3 55,2 31,5 4 42,8 32,4 5 49,3 33,8 6 33,2 30,0 7 46,3 33,6 8 44,4 34,9 9 40,4 32,8 10 45,0 30,8 11 35,0 31,7 12 39,7 34,0 13 52,1 33,0 14 36,6 35,0 15 40,2 29,0 5. Para quantificar o volume de uma dada área, um engenheiro florestal realizou a cubagem rigorosa de 10 árvores cobrindo toda a distribuição diamétrica da floresta, após quantificar o volume individual dessas árvores ele quer ajustar um modelo que melhor se adeque à situação da sua floresta. Diante dos dados abaixo determine qual modelo entre os citados representa melhor a floresta em questão, utilizando os critérios de seleção: Erro padrão da estimativa relativo e absoluto, R²ajustado e análise gráfica de resíduos. Modelos: 1. � � �� � �� � � ��� 2. ln � � �� � �� ln � � ��� Sendo: � � Volume (m³); � � Diâmetro à altura do peito (cm); � �Altura total (m); ��; ��; �� � Parâmetros do modelo UNIVERSIDADE DO ESTADO DE SANTA CATARINA CENTRO DE CIÊNCIAS AGROVETERINÁRIAS – CAV Av. Luiz de Camões – B. Conta Dinheiro – Lages/SC – CEP 88520-000 Telefone: (0**49) 2101-9100 Home-page: www.cav.udesc.br – E-mail: cav@cav.udesc.br Planilha de dados: Árvore dap(cm) h(m) v(m³) 1 17,6 10,7 0,1124 2 9,3 9,1 0,0275 3 10,0 9,1 0,0310 4 14,5 9,1 0,0690 5 13,8 9,0 0,0687 6 21,1 12,0 0,1637 7 12,0 8,1 0,0451 8 12,1 7,7 0,0446 9 15,9 10,4 0,0917 10 15,5 9,4 0,0789 6. Com base no modelo de melhor ajuste da questão 5, construa uma tabela de volume de dupla entrada nos intervalos de altura de 5m a 15m e diâmetro a altura do peito de 5cm a 20cm. II- Biomassa 1. Uma indústria de energia térmica necessita saber para seu planejamento a quantidade de biomassa volumétrica que possui, para tanto, foi necessário obter amostras representativas de toda sua área. As amostras são necessárias para estimar a biomassa volumétrica individual através de modelos de análise de regressão. Sabendo disso, com base nos dados realize o ajuste dos modelos abaixo e determine qual modelo tem melhor ajuste utilizando o critério de análise gráfica de resíduos, justificando qual gráfico é melhor. Modelos: 1. ln ! � �� � �� ln � 2. ! � �� � �� � ²� Sendo: ! � Biomassa volumétrica (kg); � � Diâmetro à altura do peito (cm); � �Altura total (m); ��; �� � Parâmetros do modelo Planilha de dados: Árvore dap (cm) h (m) b (kg) 1 16,0 14,3 84,8 2 22,7 14,9 146,8 3 8,7 10,3 16,6 4 27,7 15,9 218,2 5 34,1 18,2 384,8 6 37,7 20,5 551,9 7 12,9 13,6 66,2 8 25,7 15,0 214,0 UNIVERSIDADE DO ESTADO DE SANTA CATARINA CENTRO DE CIÊNCIAS AGROVETERINÁRIAS – CAV Av. Luiz de Camões – B. Conta Dinheiro – Lages/SC – CEP 88520-000 Telefone: (0**49) 2101-9100 Home-page: www.cav.udesc.br – E-mail: cav@cav.udesc.br 9 19,1 15,4 108,7 10 31,4 14,6 270,7 11 19,2 15,1 117,9 12 28,3 15,8 283,4 13 9,2 10,3 16,7 14 36,0 16,9 431,6 15 15,7 14,9 89,2 2. Cite os dois métodos de determinação de biomassa individual das árvores, explicando quais suas aplicações e metodologia. 3. Um proprietário de uma fazenda pediu a um engenheiro florestal para que determine a biomassa de seu reflorestamento de Mimosa scabrella, porém ele impôs uma restrição: só permitiu a derrubada de uma única árvore, qual árvore o engenheiro deve derrubar? Justifique. 4. Com o aquecimento do mercado de Erva-Mate, a busca pelo melhor planejamento dos ervais se tornou mais frequente. Para isso, a descoberta de modelos matemáticos que estimem a quantidade de biomassa comercial com precisão é de extrema importância. Sabe-se que a biomassa do broto (bc) de Erva-Mate possui correlação com o comprimento total do broto (ct) e o comprimento folhado do broto (cb) que tem potencial de gerar estimativas confiáveis (Vuaden, et al., 2009). Com isso, ajuste os modelos abaixo e determine qual modelo possui melhor estimativas com base no erro padrão da estimativa (%), R² ajustado e análise gráfica de resíduos. Dados: Modelos: !" � �0 � �1 ∙ "$� %& !" � �0 � �1 ∙ "$� � �2 ∙ "'� Sendo: bc = biomassa comercial do broto(g); ct = comprimento total do broto(cm); cf = comprimento folhado do broto(cm); � 0, � 1, � 2 = parâmetros das equações. Planilha de dados: Árvore bc (g) cf (cm) ct (cm) 1 4 10 19 2 7 15 26 3 5 13 22 4 13 30 55 5 10 25 49 6 23 42 79 7 27 51 98 8 33 62 127 9 52 80 142 5. Determine a biomassa gravimétrica e volumétrica (densidade: 552,1 kg/m³) do fuste, bem como a biomassa gravimétrica total de Pinus taeda L., cálculo do volume deve ser pelo método de Newton considerando os dados: UNIVERSIDADE DO ESTADO DE SANTA CATARINA CENTRO DE CIÊNCIAS AGROVETERINÁRIAS – CAV Av. Luiz de Camões – B. Conta Dinheiro – Lages/SC – CEP 88520-000 Telefone: (0**49) 2101-9100 Home-page: www.cav.udesc.br – E-mail: cav@cav.udesc.br Cubagem: Toretes L (m) D1 (cm) Dm (cm) D2 (cm) 1 1,12 25,8 27,2 31 2 1,94 24 25 25,1 3 1,94 23 23,1 23,1 4 1,96 21,5 23 23,5 5 0,95 20,5 21,2 22,5 6 0,84 21,3 21,7 22,5 7 1,95 19,3 20 21,2 8 1,97 17,6 18,8 19,2 9 1,94 15,7 16,2 16,6 10 1,93 14 14,3 15 11 1,92 11,7 12,6 13,8 12 0,92 11,5 11,5 13,5 13 0,61 10,6 11,4 12 14 2,05 7,6 8,3 10,4 15 1,6 4,9 6,7 7,1 Sendo: L= largura do torete; D1: diâmetro da menor extremidade; D2: diâmetro da maior extremidade; Dm: diâmetro na posição média da seção. Pesagem à campo: Peso das toras (kg) Peso das acículas (kg) 42,5 2,1 30,3 Peso dos galhos (kg) 68,7 25,3 56,5 Peso dos discos (kg) 79,3 7,6 64,4 48,3 24,9 62,3 12,8 36,8 26,2 9,7 5 1,6 UNIVERSIDADE DO ESTADO DE SANTA CATARINA CENTRO DE CIÊNCIAS AGROVETERINÁRIAS – CAV Av. Luiz de Camões – B. Conta Dinheiro – Lages/SC – CEP 88520-000 Telefone: (0**49) 2101-9100 Home-page: www.cav.udesc.br – E-mail: cav@cav.udesc.br Amostras para determinação do teor de umidade: Amostra Peso Verde (g) Peso Seco (g) Disco 1 5438 4650 Disco 2 2374 1840 Disco 3 142 118 Galhos 186 150 Acículas 64 47 III- Volume comercial de toras 1. Quais os tipos de volume de toras são empregados comercialmente? 2. Você deseja comprar 5 m³ de madeira serrada, um comerciante lhe oferece 8 Dúzias de Tábua por um determinado preço. Essa quantidade de madeira é suficiente? Justifique. 3. Para determinar o aproveitamento médio das toras que irão ser desdobradas, um engenheiro florestal decide observar o desdobro de várias toras e proceder as devidas mensurações. Diante da planilha de dados obtida pelo engenheiro, determine a média do aproveitamento das toras em questão. Planilha de dados: Tora Volume esquadrejado (m³) Volume rigoroso (m³) 1 0,1566 0,2932 2 0,1678 0,2142 3 0,1535 0,2432 4 0,1672 0,2898 5 0,1464 0,2739 6 0,1255 0,2737 4. Sabe-se que um torno laminador transforma uma tora em lâminas de 2 metros por 2 metros com 0,2 milímetros de espessura. Sabendo que o diâmetro do rolete é de 7 cm, determine a quantidade de lâminas produzidas com todas as toras descritas abaixo. Tora Diâmetro Ponta Grossa (cm) Diâmetro Ponta Fina (cm) L (m) 1 59 52 2 2 62 55 2 3 57 48 2 4 55 49 2 5 59 51 2 6 64 56 2 5. A carroceria de um caminhão mede 2,5 metros de largura, 10 metros de comprimento e 4 metros de altura e está totalmente carregado com Eucalyptus grandis. Determine o volume sólido de madeira sabendo que o fator de empilhamento é igual a 1,380. UNIVERSIDADE DO ESTADO DE SANTA CATARINA CENTRO DE CIÊNCIAS AGROVETERINÁRIAS – CAV Av. Luiz de Camões – B. Conta Dinheiro – Lages/SC – CEP 88520-000 Telefone: (0**49) 2101-9100 Home-page: www.cav.udesc.br – E-mail: cav@cav.udesc.br IV- Relascopia 1. Descreva o postulado de Bitterlich. 2. Considerando as visadas de uma floresta representadas na figura abaixo, quais árvores são incluídas na ACA? Por que? 3. Na ausência de um relascópio de Bitterlich, para ter noção da área basal de um povoamento um engenheiro florestal decide usar seu polegar como uma banda para determinar as árvores que serão inclusas na ACA. Considerando a largura de seu polegar 2,1cm e a distância do seu olho até seu polegar de 74cm determine o fator de área basal que ele deve utilizar. 4. Determine o volume por hectare utilizando o método de Bitterlich com base nos seguintes dados: ( � 1,5 ln � � �10,9377 � 1,7187 ∙ ln ��� � 1,4452 ∙ ln � Fator de Meyer = 1,027 Planilha de dados: Árvore DAP (cm) h (m) g (m²) v (m³) N/ha V (m³/ha) 1 10,5 17,8 2 12,0 19,3 3 20,5 25,3 4 22,0 26,1 5 10,5 17,9 6 12,0 19,4 7 10,0 17,6 8 20,0 25,0 9 13,0 20,2 10 11,0 18,4 Total - - - - Sendo: DAP: diâmetro à altura do peito; h: altura total; v: volume individual; N/ha: número de árvores por hectare que cada árvore representa; V: volume por hectare. UNIVERSIDADE DO ESTADO DE SANTA CATARINA CENTRO DE CIÊNCIAS AGROVETERINÁRIAS – CAV Av. Luiz de Camões – B. Conta Dinheiro – Lages/SC – CEP 88520-000 Telefone: (0**49) 2101-9100 Home-page: www.cav.udesc.br – E-mail: cav@cav.udesc.br V- Funções de afilamento e sortimento florestal 1. Sabe-se que as funções de afilamento são funções que descrevem o perfil do fuste das árvores. Descreva e explique três aplicações para essas funções. 2. Um engenheiro florestal dentro de seu planejamento resolveu estimar o diâmetro das árvores na altura da segunda tora (6 m) para ter uma noção da classificação das toras quanto ao destino final. Diante da planilha abaixo determine as estimativas dos diâmetros das árvores aos 6 metros de altura utilizando a equação abaixo: * + � , � � 1,2243 � 2,2912 ∙ *�+�', � 1,2592 ∙ * �+ �', � Sendo: di: diâmetro na i-ésima posição; hi: altura na i-ésima posição; dap: diâmetro à altura do peito; ht: altura total. Árvore dap (cm) ht (m) 1 10,5 20,8 2 15,7 25,4 3 12,4 25,2 4 15,6 26,5 5 15,6 25,7 6 12,4 21,1 7 13,8 25,1 8 14,7 25,7 9 12,4 22,4 10 12,4 21,7 11 16,7 26,5 12 11,0 20,1 13 19,2 27,5 14 13,9 20,9 15 15,6 21,1 3. Você foi contratado como Engenheiro Florestal para ajustar modelos de funções de afilamento que estimem com precisão os diferentes sortimentos florestais comercializados pela empresa contratante. Após o realizado o levantamento de dados e a tabulação dos mesmos deve-se ajustar diversos modelos e compará-los para determinar qual o modelo que melhor se ajusta aos dados da empresa. Com os dados expostos abaixo, determine qual o modelo de melhor ajuste com base nas estatísticas de ajuste e precisão: análise gráfica de resíduos, erro padrão da estimativa absoluto e relativo e R² ajustado. Modelos: 1. * + � , � � �� � �� ∙ *�+�', � �� ∙ * �+ �', � 2. * + � , � �� � �� ∙ * �+ �', � �� ∙ * �+ �', � � � ∙ *�+�', � �- ∙ *�+�', - � �. ∙ *�+�', . Sendo: di: diâmetro na i-ésima posição; hi: altura na i-ésima posição; dap: diâmetro à altura do peito; ht: altura total; ��, ��, ��, � , �-, �. parâmetros dos modelos. UNIVERSIDADE DO ESTADO DE SANTA CATARINA CENTRO DE CIÊNCIAS AGROVETERINÁRIAS – CAV Av. Luiz de Camões – B. Conta Dinheiro – Lages/SC – CEP 88520-000 Telefone: (0**49) 2101-9100 Home-page: www.cav.udesc.br – E-mail: cav@cav.udesc.br Planilha de dados: Árvore dap (cm) ht(m) hi(m) di(cm) 1 17,6 10,7 0,1 22,4 1 17,6 10,7 0,3 20,9 1 17,6 10,7 0,5 20 1 17,6 10,7 0,9 18,1 1 17,6 10,7 1,3 17,6 1 17,6 10,7 2 16 1 17,6 10,7 3 14,2 1 17,6 10,7 4 12,8 1 17,6 10,7 5 10,5 1 17,6 10,7 6 8,6 1 17,6 10,7 7 7,5 1 17,6 10,7 8 6,1 1 17,6 10,7 9 3,2 1 17,6 10,7 10 1,1 2 9,3 9,1 0,1 11,3 2 9,3 9,1 0,3 10,6 2 9,3 9,1 0,5 10 2 9,3 9,1 0,9 9,6 2 9,3 9,1 1,3 9,3 2 9,3 9,1 2 8 2 9,3 9,1 3 6,9 2 9,3 9,1 4 6,2 2 9,3 9,1 5 5,3 2 9,3 9,1 6 4,2 2 9,3 9,1 7 3 2 9,3 9,1 8 2,1 2 9,3 9,1 9 1,4 3 10 7,3 0,1 14 3 10 7,3 0,3 12,9 3 10 7,3 0,5 12 3 10 7,3 0,9 10,9 3 10 7,3 1,3 10 3 10 7,3 2 9,6 3 10 7,3 3 8,2 3 10 7,3 4 5,7 3 10 7,3 5 3,5 3 10 7,3 6 2,2 3 10 7,3 7 1 UNIVERSIDADE DO ESTADO DE SANTA CATARINA CENTRO DE CIÊNCIAS AGROVETERINÁRIAS – CAV Av. Luiz de Camões – B. Conta Dinheiro – Lages/SC – CEP 88520-000 Telefone: (0**49) 2101-9100 Home-page: www.cav.udesc.br – E-mail: cav@cav.udesc.br 4. Utilizando a equação ajustada na questão 3, estime a altura das árvore até o diâmetro de 5 cm. Árvore dap (cm) ht (m) 1 9 15,9 2 10 15,5 3 11 15,5 4 12 19,4 5 13 20,6 6 14 22,2 7 15 6,3 8 16 7,6 5. Uma empresa comercializa suas toras em metros cúbicos com dois diferentes sortimentos (Diâmetro da ponta fina: D1=20cm; D2=15cm), o restante a partir de 15cm é de consumo da própria empresa. Para conseguir ter um bom planejamento deve-se ter uma equação que estime os volumes parciais ao longo do fuste das árvores, tendo em vista que cada sortimento tem um valor de mercado diferente. Dada a equação, calcule os volumes nos diferentes sortimentos das árvores abaixo (considere toco = 10cm). * + � , � � �� � �� ∙ *�+�', � �� ∙ * �+ �', � � � /40000 ∙ � � ∙ 0�� ∙ 1�� � ��2 � �� ∙ 1��� � ���22� � �� ∙ 1�� � �� 23�� 3 Sendo: h1: altura na posição 1; h2: altura na posição 2; dap: diâmetro à altura do peito; h: altura total; �� � 1,24462; �� � �2,29141, �� � 1,25983 Dados das árvores: Árvore dap (cm) h(m) hD1 (m) hD2 (m) vS1 (m³) vS2 (m³) 1 27,7 28,8 2 26,2 28,3 3 22,6 27,3 4 22 24,1 5 22 22,2 6 21,6 28,5