Análise comparativa de modelos segmentados e não segmentados na estimativa do afilamento de Khaya spp.
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Universidade Federal de Minas Gerais
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Dissertação de mestrado
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Comparative analysis of segmented and non-segmented models in the estimation of taper for Khaya spp.
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Resumo
A modelagem do afilamento é crucial para a estimativa acurada dos diâmetros ao longo do fuste das árvores, sendo essencial para a gestão florestal e o uso sustentável dos recursos madeireiros. No entanto, a falta de estudos sobre modelos de afilamento para o gênero Khaya, conhecido como mogno africano, especialmente em regiões de déficit hídrico no Brasil, limita a compreensão das estratégias para a caracterização do perfil do fuste de povoamentos deste gênero. Este estudo visa preencher essa lacuna, avaliando o ajuste de modelos de afilamento segmentados e não segmentados para o mogno africano, contribuindo para o desenvolvimento de estratégias eficazes no manejo florestal de povoamentos. Foram avaliados os modelos não segmentados de Hradetzky, Schöepfer e Kozak, além dos modelos segmentados de Clark, Max & Burkhart e Parresol, para estimar o diâmetro ao longo do fuste das árvores de um povoamento de Khaya spp. Durante a cubagem rigorosa das árvores amostrais, os diâmetros foram mensurados nas seguintes posições do fuste: 0,3 m, 0,7 m, 1,3 m, 2 m e de 1 m em 1 m até o diâmetro mínimo de 6 cm ou até o final do fuste comercial (inserção dos primeiros galhos da copa). A avaliação da precisão dos modelos foi realizada pelas estatísticas de correlação de Pearson e a raiz quadrada do erro médio (RMSE). Para determinar a acurácia dos modelos, foram avaliadas as estatísticas de desvio (D), desvio padrão das diferenças (SD), soma do quadrado do resíduo relativo (SSRR) e a porcentagem dos resíduos (RP), sendo realizado um ranqueamento considerando os resultados dessas estatísticas em cada posição do fuste avaliada. Adicionalmente, o teste de particionamento de equivalência (TOST) foi aplicado para avaliar as estimativas de diâmetro nas seguintes porções do fuste: basal, intermediária e ponta. Nas condições em que esta pesquisa foi realizada os modelos não segmentados e segmentados, exceto Parresol, foram precisos, com erros de estimativa inferiores a 10%. Os melhores resultados de ajuste e acuracidade foram observados, no modelo não segmentado de Hradetzky e no modelo segmentado de Clark.
Abstract
Taper modeling is crucial for the accurate estimation of diameters along the tree stem, being essential for forest management and the sustainable use of timber resources. However, the lack of studies on taper models for the genus Khaya, known as African mahogany, especially in regions with water deficits in Brazil, limits the understanding of strategies for characterizing the stem profile of stands of this genus. This study aims to fill this gap by evaluating the fit of segmented and non-segmented taper models for African mahogany, contributing to the development of effective strategies in forest management of stands. The non-segmented models of Hradetzky, Schöepfer, and Kozak, as well as the segmented models of Clark, Max & Burkhart, and Parresol, were evaluated to estimate the diameter along the tree stems in a Khaya spp. stand. During the rigorous measurement of sample trees, diameters were measured at the following positions along the stem: 0.3 m, 0.7 m, 1.3 m, 2 m, and at 1 m intervals until the minimum diameter of 6 cm or the end of the commercial stem (insertion of the first branches of the crown). The precision of the models was evaluated using Pearson's correlation statistics and the root mean square error (RMSE). To determine the accuracy of the models, bias (D), standard deviation of the differences (SD), sum of squared relative residuals (SSRR), and residual percentage (RP) statistics were evaluated, and a ranking was performed considering the results of these statistics at each evaluated stem position. Additionally, the two one-sided test (TOST) procedure was applied to evaluate diameter estimates in the following stem portions: basal, intermediate, and tip. Under the conditions in which this research was conducted, both non-segmented and segmented models, except for Parresol, were accurate, with estimation errors below 10%. The best fit and precision results were observed in Hradetzky’s non-segmented model and Clark’s segmented model.
Assunto
Mogno, Manejo florestal, Estatística -- Análise
Palavras-chave
Ajuste, diâmetro, mogno africano