LiDAR no setor florestal: cubagem de pilhas de madeira e ferramenta para diagnóstico de árvores urbanas

dc.contributor.advisor-co1Reis, Cristiano Rodrigues
dc.contributor.advisor-co1Latteshttp://lattes.cnpq.br/0033061087532936
dc.contributor.advisor1Thiersch, Cláudio Roberto
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/8791966697254106
dc.contributor.authorPaula Santos, Maria Inês Corrêa de
dc.contributor.authorlatteshttp://lattes.cnpq.br/7959080669153671
dc.contributor.refereeAmérico, Carla
dc.contributor.refereeOliveira, Ximena Mendes de
dc.contributor.refereeSinegalia, Melodie Kern Sarubo Dorth
dc.contributor.refereeAló, Livia Lanzi
dc.contributor.refereeLatteshttp://lattes.cnpq.br/8373522066888211
dc.contributor.refereeLatteshttp://lattes.cnpq.br/5778668445331272
dc.contributor.refereeLatteshttp://lattes.cnpq.br/7754469716618696
dc.contributor.refereeLatteshttp://lattes.cnpq.br/3575824764876707
dc.date.accessioned2026-07-20T19:32:04Z
dc.date.issued2026-06-17
dc.description.abstractThe measurement and monitoring of forest resources depend largely on costly field methods that are sample-based and subject to the evaluator's subjectivity, whether in quantifying timber stocks or in diagnosing urban trees. In this context, computer vision—and, in particular, LiDAR (Light Detection and Ranging) technology, now available in portable, affordable devices—emerges as an alternative capable of replacing visual estimates with instrumental measurement. Accordingly, the objective of this study was to evaluate the application of computer vision in the forestry sector, using LiDAR in three contexts: mapping the state of the art, developing a method for scaling log piles, and characterizing urban trees for fall-risk analysis. The systematic review, conducted in the Web of Science and Scopus databases following the PRISMA protocol, identified 4,418 documents, of which 155 articles met the final eligibility criteria. A marked increase in publications was observed from 2019 onward, distributed across five themes: tree species classification (50 articles), forest monitoring (41), tree parameter measurement (26), tree segmentation and counting (20), and defect detection (18). Authorship was concentrated in China and the United States. A method was then developed for the volumetric estimation of Eucalyptus sp. log piles from point clouds obtained with an iPhone 14 Pro and a Hand-held Mobile Laser Scanner (HMLS). The method comprised noise removal, normalization, estimation of the face area by concave hull, and adaptive voxelization to calculate the stacking factor, with automation in a web application developed in the R language. Errors relative to the reference measurement ranged from −6.8% to +8.3%, all within the acceptable range. Finally, the HMLS was applied to the diagnosis of urban trees in a public square in the municipality of Piedade, São Paulo, through an adaptation of the TRAQ (Tree Risk Assessment Qualification) protocol. Of the 19 individuals evaluated, DBH ranged from 14.7 to 91.4 cm and the mean stem inclination was 5.24°, with only two individuals in the attention range. It is concluded that the use of portable LiDAR constitutes a viable, replicable, and low-cost alternative to conventional procedures, as it enables the assessment of timber stocks without exposing the operator to risks and objectifies the geometric parameters of arboreal risk analysis.eng
dc.description.resumoA mensuração e o monitoramento de recursos florestais dependem, em grande parte, de métodos de campo onerosos, de caráter amostral e sujeitos à subjetividade do avaliador, seja na quantificação de estoques de madeira, ou no diagnóstico de árvores urbanas. Nesse cenário, a visão computacional e, em particular, a tecnologia LiDAR (Light Detection and Ranging), hoje disponível em dispositivos portáteis e de custo acessível, desponta como alternativa capaz de substituir estimativas visuais por mensuração instrumental. Diante disso, o objetivo deste estudo foi avaliar a aplicação da visão computacional no setor florestal, utilizando o LiDAR em três contextos, no mapeamento do estado da arte, o desenvolvimento de um método de cubagem de pilhas de madeira e a caracterização de árvores urbanas para análise de risco de queda. A revisão sistemática, conduzida nas bases Web of Science e Scopus conforme o protocolo PRISMA, identificou 4.418 documentos, dos quais 155 artigos atenderam aos critérios finais de elegibilidade. Observou-se crescimento expressivo das publicações a partir de 2019, distribuídas em cinco temas: classificação de espécies arbóreas (50 artigos), monitoramento florestal (41), medição de parâmetros de árvores (26), segmentação e contagem de árvores (20) e detecção de defeitos (18). Os autores concentraram-se na China e nos Estados Unidos. Desenvolveu-se então um método para estimativa volumétrica de pilhas de madeira de Eucalyptus sp. a partir de nuvens de pontos obtidas com um iPhone 14 Pro e um scanner laser móvel portátil (HMLS, do inglês Hand-held Mobile Laser Scanner), compreendendo remoção de ruído, normalização, estimativa da área da face por contorno côncavo e voxelização adaptativa para cálculo do fator de cubicação, com automação em aplicativo web desenvolvido em linguagem R. Os erros em relação à medição de referência variaram de −6,8% a +8,3%, todos dentro da faixa de aceitabilidade. Por fim o HMLS foi aplicado ao diagnóstico de árvores urbanas em uma praça pública no município de Piedade, SP, mediante adaptação do protocolo TRAQ (Tree Risk Assessment Qualification). Dos 19 indivíduos avaliados, o DAP variou de 14,7 a 91,4 cm e a inclinação média dos fustes foi de 5,24°, com apenas dois indivíduos na faixa de atenção. Conclui-se que o uso do LiDAR portátil constitui alternativa viável, replicável e de baixo custo aos procedimentos convencionais, ao permitir avaliação dos estoques de madeira sem exposição do operador a riscos e ao objetivar os parâmetros geométricos da análise de risco arbóreo.por
dc.description.sponsorshipCoordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)
dc.identifier.citationPAULA SANTOS, Maria Inês Corrêa de. LiDAR no setor florestal: cubagem de pilhas de madeira e ferramenta para diagnóstico de árvores urbanas. 2026. Tese (Doutorado em Planejamento e Uso de Recursos Renováveis) – Universidade Federal de São Carlos, Campus Sorocaba, 2026. Disponível em: https://repositorio.ufscar.br/handle/20.500.14289/24381.*
dc.identifier.urihttps://hdl.handle.net/20.500.14289/24381
dc.language.isoporpor
dc.publisherUniversidade Federal de São Carlos
dc.publisher.addressCampus Sorocaba
dc.publisher.centerCentro de Ciências e Tecnologias para a Sustentabilidade - CCTS
dc.publisher.initialsUFSCar
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Planejamento e Uso de Recursos Renováveis - PPGPUR-So
dc.rights.urihttps://creativecommons.org/licenses/by-nd/4.0/
dc.subjectBiometriapor
dc.subjectVisão computacionalpor
dc.subjectGestãopor
dc.subjectBiometricseng
dc.subjectManagementeng
dc.subjectComputer visioneng
dc.subject.cnpqCIENCIAS AGRARIAS::RECURSOS FLORESTAIS E ENGENHARIA FLORESTAL
dc.subject.ods9. Indústria, Inovação e Infraestrutura
dc.subject.ods11. Cidades e Comunidades Sustentáveis
dc.titleLiDAR no setor florestal: cubagem de pilhas de madeira e ferramenta para diagnóstico de árvores urbanaspor
dc.title.alternativeLiDAR in the forestry sector: log pile scaling and a tool for urban tree diagnosiseng
dc.typeTese

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