Título: | Modelos volumétricos e Redes Neurais Artificiais são acurados para a predição do volume individual em povoamentos de Tectona grandis Linn.F |
Autor(es): | Caldeira, Ruan Felipe Lima |
Orientador(es): | Miguel, Éder Pereira |
Assunto: | Teca (Tectona grandis Linn) Inteligência artificial Redes neurais (Computação) Manejo florestal Florestas - povoamento |
Data de apresentação: | 23-Set-2022 |
Data de publicação: | 28-Abr-2023 |
Referência: | CALDEIRA, Ruan Felipe Lima. Modelos volumétricos e Redes Neurais Artificiais são acurados para a predição do volume individual em povoamentos de Tectona grandis Linn.F. 2022. 48 f., il. Trabalho de Conclusão de Curso (Bacharelado em Engenharia Florestal) — Universidade de Brasília, Brasília, 2022. |
Resumo: | A Tectona grandis Linn. F. (teca) é uma das espécies tropicais com madeira mais valiosa do
mundo, que possui alta demanda, o que causou um intenso crescimento de plantios no
território brasileiro. Tendo em vista seu alto valor comercial, é imprescindível estimativas
acuradas de seu volume nos inventários florestais. Portanto, esse estudo buscou comparar o
desempenho das estimativas de volume individual de teca por intermédio de modelos
volumétricos e Redes Neurais Artificiais (RNA) em um povoamento clonal na Amazônia
Oriental. Foram cubadas 149 árvores utilizando o método relativo de Hohenadl, com idades
variando de 4 a 12 anos. Desses dados, 70 % foram usados no ajuste dos modelos
volumétricos e no treino das RNAs, e os demais 30 % na validação utilizando o teste de
bootstrap. As redes treinadas foram do tipo Multilayer Perceptron, supervisionadas. A
precisão do ajuste dos modelos volumétricos e das RNAs treinadas foi avaliada utilizando o
erro padrão residual absoluto e percentual da estimativa (Syx e Syx %), do coeficiente de
correlação (r) e da análise gráfica de resíduos. A acurácia da RNA e do modelo volumétrico
mais precisos, frente o volume verdadeiro, foram comparados pelo teste de Kruskal-Wallis
e como estatística complementar a diferença agregada. Os modelos e as redes apresentaram
medidas acuradas, dos quais o modelo de Takata e a RNA nº 4 alcançaram uma correlação
de 0,991 e erro menor que 7,5 %. Embora a rede tenha tido uma ligeira superioridade, o teste
de Kruskal-Wallis não indicou diferença significativa entre o volume estimado pelas
diferentes categorias (regressão e inteligência artificial) frente ao volume real, sendo ambos
capazes de gerar estimativas acuradas. |
Abstract: | Tectona grandis Linn. F. (teak) is a specie with one of the most highly valued timber in the
world, which has a high demand in the international market, leading to an intense increasing
in its plantations in Brazilian territory. Regarding its commercial value, accurate estimates
of volume are essential to forest inventories. Hence, this study aimed to compare the
performance of estimates of teak’s volume made by volumetric models and artificial neural
networks (ANN) for a clonal stand in the East Amazon. 149 trees were measured by
Hohenadl’s method, with ages ranging from 4 to 12 years, from which 70 % of the data were
used to adjust the volumetric models and train the networks and the remaining 30 % were
applied to validate the prediction methods by the bootstrap test. The ANN with Multilayer
Perceptron architecture were trained using supervised learning. The precision of the
adjustment of the volumetric models and the trained ANN was evaluated through the
absolute residual standard error and percentage of the estimate (Syx and Syx%), the
correlation coefficient (r) and the graphic analysis of residues. The accuracy of the most
precise ANN and volumetric model, with regard to the real volume, were contrasted by
means of the Kruskal-Wallis test and the aggregated difference. Both the models and the
networks presented accurate measures, from which the Takata model and ANN nº 4
presented correlation coefficient equal to 0,991 and standard error lower than 7,5 %.
Although the ANN showed slightly better measures, the Kruskal-Wallis test did not find any
significant difference between them (regression and ANN) when they have been faced with
the real volume, being both able to predict accurately teak’s volume. |
Informações adicionais: | Trabalho de Conclusão de Curso (graduação) — Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Florestal, 2022. |
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