Geostatistics as a tool to reduce the sampling effort in forest inventories

• Minatti, Myrcia ^[1] ; Roberto Sanquetta, Carlos ^[1] ; Péllico Neto, Sylvio ^[1] ; Paula Dalla Corte, Ana ^[1] ; Cysneiros, Vinicius Costa ^[1]
  1. [1] Universidade Federal do Paraná

     Universidade Federal do Paraná

     Brasil

     
• Localización: Scientia Agraria Paranaensis, ISSN-e 1983-1471, ISSN 1677-4310, Vol. 20, Nº. 2, 2021, págs. 174-179
• Idioma: inglés
• Títulos paralelos:
  • Geoestatística aplicada à redução do esforço amostral em inventários florestais
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  • English

    Geostatistics is one of the tools applied to investigate the spatial variability of forests to reduce costs and recognize the best productivity areas for planning. This study aimed to test the performance of geostatistical techniques in reducing the sampling effort in forest inventories. For this purpose, we used the height of dominant trees as a discriminator of the homogeneous strata to obtain a better representation of the productivity within the forest stands. We carried out the study in Pinus taeda L. stands in the Center-South of Paraná, Brazil, by using plots from a forest inventory allocated with the systematic process. Then, we tested three models to determine the site curves (Schumacher, Chapman-Richards 2, and 3 coefficients) with the thirty-seventh year being the reference age. To model the spatial patterns of the dominant height, we used the ordinary kriging, and, after that, we generated the thematic maps of the site classes. Similarly, we used the indicator kriging which allowed obtaining the probabilities of high, medium, and low productivity sites. The processing of the stratified sampling, with the support of the visual interpretation of the images, allowed us to define five strata according to productivity. Results showed that ordinary kriging is effective in defining the productivity classes. Along with geostatistical techniques, it produces more homogeneous strata and reduces the errors of the forest inventory. Moreover, the best-selected model was the Chapman-Richards (3 coefficients) for the site curves. The exponential model was the best model to identify the best areas of the probability of occurrence of sites with higher productivity. The efficiency of indicative kriging generated thematic maps to delimit the likely locations of the most promising sites. Overall, geostatistics proved to be efficient concerning error when compared to simple random sampling.

  • português

    A geoestatística é uma das ferramentas utilizadas para investigar a variabilidade espacial das florestas, com a finalidade em diminuir custos e observar as melhores áreas de produtividade para o planejamento. O trabalho teve como objetivo testar o desempenho de técnicas geoestatísticas visando à redução do esforço amostral em inventários florestais. Para tanto, utilizou-se, como fonte de modelagem, a variável classe de sítios (altura das árvores dominantes) como discriminadora de estratos homogêneos na floresta, visando melhor representação da produtividade dentro de talhões florestais. O estudo foi realizado no Centro-Sul do Estado do Paraná, em plantios de Pinus taeda L. Para tanto, foram utilizadas parcelas de inventário florestal alocadas com o processo sistemático. Foram testados três modelos para determinar as curvas de sítios (Schumacher, ChapmanRichards 2 e 3 coeficientes), tendo o trigésimo sétimo ano como a idade de referência. Para modelar os padrões espaciais da altura dominante foi utilizada a krigagem ordinária, sendo gerados, em seguida, os mapas temáticos de limites das classes de sítios. A krigagem indicatriz permitiu obter as probabilidades de ocorrência de sítios de alta, média e baixa produtividade. O processamento da amostragem estratificada, com o suporte de interpretação visual das imagens, permitiu definir cinco estratos em função da produtividade. Os resultados mostraram o melhor modelo selecionado foi o de Chapman-Richards (3 coeficientes), para as curvas de sítio. O modelo exponencial foi o melhor modelo para identificar as melhores áreas de probabilidade de ocorrência de sítios com maior produtividade. A eficiência da krigagem indicatriz gerou mapas temáticos para delimitar os locais com probabilidade dos sítios mais promitente. A geoestatística se mostrou eficiente em relação ao erro comparada com a amostragem aleatória simples.