Avaliação da modelagem tridimensional do tronco de Pinus elliottii a partir de dados laser terrestre

Evaluation of three-dimensional trunk modeling of Pinus elliottii from terrestrial laser data

André Leonardo Bortolotto Buck, Matheus Nunes Silva, Christel Lingnau, Álvaro Muriel Lima Machado, Rorai Pereira Martins Neto, Vagner Alex Pesck

Resumo


Este trabalho teve como objetivo realizar a cubagem de uma árvore utilizando modelagem tridimensional da nuvem de pontos laser scanner terrestre e comparar os resultados com a cubagem rigorosa tendo o valor obtido no xilômetro como parâmetro para validação. O objeto de estudo foi um indivíduo de Pinus elliottii de um povoamento inequiâneo. A árvore foi submetida a varredura múltipla com laser scanner terrestre e mensurada em campo após ser derrubada. Para facilitar a operacionalização no xilometro o tronco foi divido em seções (toras) de um metro de comprimento. A modelagem tridimensional consistiu em duas etapas: préprocessamento e processamento da nuvem de pontos. Modelos tridimensionais das toras foram construídos com rede triangular irregular possibilitando a obtenção dos volumes e a comparação com a cubagem de Huber (fita métrica e suta). A avaliação dos resultados indica que os volumes, utilizando a modelagem tridimensional de dados laser, foram mais próximos do valor paramétrico nas seções iniciais livres de galhos e acículas. Para as demais seções, o método de Huber utilizando dados da suta é apontado como mais adequado. Foi possível constatar que na parte superior da árvore a alta densidade de acículas impediu que a varredura laser alcançasse a superfície do tronco, impossibilitando a modelagem tridimensional. O desenvolvimento da filtragem automática de pontos que não representam a superfície do tronco e a reconstrução da parte superior da árvore devem ser aprimorados para melhoria dos resultados obtidos na modelagem tridimensional.

Abstract

This study aimed at performing the cubage of a tree using the three-dimensional modeling of a terrestrial laser scanner point cloud and compare the results with the cubage using the value obtained in xylometer as parameter for validation. The object of study was an individual of Pinus elliottii. The tree was subjected to multiple scan with terrestrial laser scanner and measured in the field after overthrown. To facilitate the operationalization in xylometer the trunk was divided into sections (logs) of a meter long. The three-dimensional modeling consisted of two stages: pre-processing and processing the point cloud. Three-dimensional models were built of logs with triangular irregular network enabling the achievement of volumes compared to cubage Huber (tape measure and calipers). The evaluation of results indicates that the volume measurements obtained by using three-dimensional modeling of laser data was closer to the parametric value in the initial sections of the trunk, till the free section of branches. For other sections, the method using data from Huber caliper is pointed out as more appropriate. It was found that at the top of tree the high density of needles prevented the scanning laser to reach the surface of the trunk, and thus preventing the three-dimensional modeling. The development of automatic filtering of points which do not represent the surface of the trunk and the reconstruction of the top of the tree should be studied to improve the results obtained in three-dimensional modeling.


Palavras-chave


Modelagem tridimensional; laser scanner terrestre; volume do tronco; xilômetro.

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