Inventário Florestal Real

ECONOMIA VERDEAcordo do clima finalmente engrena

70 ENTREVISTAThiago Valente Novaes, presidente do Ideflor-Bio

CULTIVO MÍNIMOBiomassa da colheita faz bem para o solo

48

Floresta virtualFloresta virtualInventário real traz dados exatos

árvore por árvoreInventário real traz dados exatos

árvore por árvore

An

o X

VIII •

N°17

2 •

Março

2016

ww

w.re

fere

ncia

flore

stal.co

m.b

rA

Revista

da In

dú

stria Flo

resta

l / The M

agazin

e fo

r the Fo

rest P

rodu

ct

Real Inventory provides exact data tree by treeReal Inventory provides exact data tree by tree

Virtual ForestVirtual Forest

37Março de 2016 REVISTA REFERÊNCIA FLORESTALwww.referenciaflorestal.com.br36

PRINCIPAL

REAL INVENTORY:THE FUTURE OF THE FOREST INVENTORY

SERVIÇO INOVADOR PERMITE GERAR UM

MODELO EM TRÊS DIMENSÕES, PASSEAR

VIRTUALMENTE PELA FLORESTA E REALIZAR O

INVENTÁRIO FLORESTAL GEORREFERENCIADO

COM ERROS MENORES DE 1%

Foto: Valterci Santos

AN INNOVATIVE SERVICE ALLOWS YOU TO GENERATE A THREE DIMENSIONAL MODEL, WALKING VIRTUALLY THROUGH THE FOREST AND CARRYING OUT A GEO-REFERENCED FOREST INVENTORY WITH ERRORS OF LESS THAN 1%

INVENTÁRIO REAL:

O FUTURO DO

INVENTÁRIO FLORESTAL

Foto

: div

ulga

ção

alk through the forest without leav-ing the Office and, using virtual reality, plan all interventions, from silviculture

to harvesting. This seems like something from the movie “Back to the Future” and can now be used by forestry professionals, and forest and agribusiness owners and investors. The technology developed by a company in Curitiba (PR) scans the forest with drones and provides access to complete informa-tion for each tree, something unimaginable using traditional forest inventory.

The project was born in 2011 with the doctoral work, in which Electronic Engineer Charles Roberto Stempniak studied the way that technology was taking: facilitating management processes, mea-surement and decision making through computer vision and artificial intelligence. The idea arose af-ter a time of a crisis. With the collapse of the world economy in 2009, which affected the industry, the Master of Science decided to change the focus of the Company, which since 1997 was geared toward the use of Industrial Metrology. At the time, com-pany most used product was the Autolab software. The program facilitates computer processes in quality testing laboratories. The product remains

Waminhar pela floresta sem sair do escritó-rio e planejar em realidade virtual todas as intervenções, desde a silvicultura até a co-

lheita. Esse recurso que parece ter sido extraído do filme “De Volta Para O Futuro” já pode ser utilizado pelos profissionais da área florestal, proprietários e investidores do agronegócio. A tecnologia desenvol-vida por uma empresa de Curitiba (PR) digitaliza a floresta com drones e proporciona o acesso a infor-mações completas de cada árvore, algo inimaginável de ser obtido pelo inventário florestal tradicional.

O projeto nasceu em 2011 com um trabalho de doutorado, no qual o engenheiro eletrônico Charles Roberto Stempniak estudou o caminho que a tecno-logia estava tomando: facilitar os processos de ges-tão, medição e tomada de decisões, por meio da vi-são computacional e da inteligência artificial. A ideia surgiu após um momento de crise. Com a derrocada da economia mundial em 2009, que afetou a indús-tria, o Mestre em Ciências decidiu mudar o foco da empresa que, desde 1997 estava voltado para a Metrologia Industrial. Na época o grande produto da empresa era o software Autolab. O programa de computador facilita processos em laboratórios de garantia da qualidade. O produto continua firme no

C

PRINCIPAL

mercado e atende grandes empresas como Petro-bras, Vale, Brasil Foods e a International Paper.

Observando que a tendência da tecnologia era se tornar mais fácil e intuitiva, ou seja, a interação com as máquinas acontecendo de maneira pratica-mente natural, o engenheiro decidiu inovar. “Per-cebi que no futuro o computador iria se tornar in-visível e ao mesmo tempo onipresente. Mas isso só se mostra viável quando a máquina trabalha com a linguagem das pessoas, não exigindo que o usuário sente em frente ao computador para teclar”, aponta o diretor de Tecnologia da Aerometrics. O compu-tador percebe, interpreta e interage com o mundo real por imagens e sons obtidos por uma câmera, que pode também estar embarcada em drones, esse é o conceito da computação em linguagem natural.

Há cinco anos, o empreendedor iniciou o desen-volvimento de uma câmera inteligente que pudesse interpretar a imagem que enxergava e não apenas transmitir para um monitor para alguém ter ainda que assistir atentamente aos vídeos. “Pouco tempo depois que iniciei esse trabalho, houve o boom dos drones, principalmente nos EUA (Estados Unidos da América), o que me despertou grande interesse”, lembra Charles. Ele começou a construir os próprios

in use in the market and meets the needs of large companies such as Petrobras, Vale, Brazil Foods and International Paper.

Noting that the technology trend was making things easier and more intuitive, i.e., the interaction with machines was almost happening naturally, the Engineer decided to innovate. “I realized that in the future, the computer would become invisible while at the same time ubiquitous. But that would only be feasible when the machine worked in a natural language, not requiring the user to sit at the com-puter typing,” says the Director of Technology for Aerometrics. The computer understands, interprets and interacts with the real world by images and sounds produced by a camera, which can also be attached to a drone, i.e. the concept of natural lan-guage computing.

Five years ago, the entrepreneur started to de-velop a smart camera that could interpret the im-age being produced and not only transmit it to a monitor for someone to carefully watch the videos. “Shortly after I started this work, there was a boom in drones, mainly in the US, which aroused my in-terest,” recalls Engineer Charles. He began to build his own drones realizing that the images would be

Foto: REFERÊNCIA


more useful if the cameras were installed in un-manned devices.

About a year ago, the entrepreneur and his business partners noted that the technology could be applied to forest areas. In response to a demand for a Forest Inventory in the State of Paraná, in the field, multicolored images of Pinus Elliottii were col-lected using high resolution cameras. In the experi-ment carried out in the municipality of Castro (PR), in an approximately 15 year old replanted forest, each individual was identified by geographic co-ordinates, unique sequential number, basal area, DBH, canopy height, branch type, trunk format, ta-per profile, and exact wood volume.

The big difference is that the drone, as well as flying over the forest, records images amongst the trees, traversing all interior areas. “In this way, we can create a three-dimensional digital maquette,” explains Engineer Charles. The reports generated from this service include, in addition to 3D images, exact information on all individuals in the forest, as the images are processed by software. Contracting customers receive files with accurate metrics infor-mation about all their trees and a digital model that can be viewed on computers, 3D TVs or with mod-

drones ao perceber que a utilização das imagens se-ria melhor aplicada se as câmeras fossem embarca-das em aparelhos não tripulados.

Há cerca de um ano, o empreendedor e seus parceiros de negócios notaram que a tecnologia po-deria ser aplicada para a área florestal. Em resposta a uma demanda de Inventário Florestal do Estado do Paraná. Foram a campo colher imagens de Pinus Elliot com seus próprios multirrotores, equipados com câmeras de alta resolução. No experimento re-alizado no município de Castro (PR), em uma floresta plantada com aproximadamente 15 anos de idade, cada indivíduo foi identificado por coordenada ge-ográfica, número sequencial exclusivo, área basal, DAP (diâmetro), altura da copa, tipo da galhada, for-mato do fuste, perfil de afilamento e volume exato de madeira.

O grande diferencial é que o drone, além de so-brevoar a floresta registra imagens por entre as ár-vores, percorrendo toda a área interior. “Desta ma-neira criamos uma maquete tridimensional”, explica Charles. Os relatórios gerados com a prestação de serviço contemplam, além da parte visual em 3D, as informações exatas sobre todos os indivíduos da flo-resta, já que as imagens captadas são processadas

por um software. Os clientes contratantes recebem fichas com informações métricas precisas acerca de todas as árvores e a maquete digital que pode ser visualizada em computadores, TVs 3D e nos moder-nos óculos de realidade virtual. “São 100 milhões de pontos em apenas dois hectares de floresta, o que proporciona uma qualidade gráfica de alta de-finição. Cada ponto tem margem de erro de apenas um centímetro em relação à latitude e longitude”, detalha.

As câmeras são posicionadas no aparelho de for-ma que obtenham uma visão de 360° esférica, algo inédito nesse campo de aplicação. O drone sobrevoa a floresta por cima e por entre as árvores gravando tudo em vídeo. Em seguida o software interpreta as imagens e gera todos os dados referentes à floresta. As imagens são digitalizadas, por isso o usuário pode percorrer cada canto da propriedade com uma vi-sualização realista, como se estivesse andando pela mata em um cenário tridimensional imersivo de vi-deogame.

O sistema permite que o proprietário guarde sua “floresta” no bolso. Por meio da maquete virtual é possível caminhar por entre a floresta utilizando um computador portátil, tablet ou smartphone. Em

ern Virtual Reality goggles. “There are 100 million points in just two hectares of forest, which provide a high definition graphics quality. Each point has a margin of error of just one centimeter in relation to latitude and longitude,” he details.

The cameras are positioned on the drone in a way to obtain a 360° surround vision, unheard of in this field of application. The drone flies over the forest, above and through the trees, recording ev-erything on video. Then the software interprets the images and generates all the data pertaining to the forest. The images are scanned, so the user can scroll through every corner of the property with a realistic view, like he was walking through the for-est in a three-dimensional immersive video game scenario.

The system allows the owner to have his “for-est” in his pocket. Through the virtual maquette, it is possible to walk through the forest using a lap-top, tablet or smartphone. Anywhere you go, with-out the need for an internet connection. “You can virtually walk through the forest and analyze its geolocalizaed measurements,” he points out. When you click on a tree, such information as diameter and height information are shown, in addition to

PRINCIPALFoto: REFERÊN

CIA


a 3D representation of the individual. It is possible to know the exact timber inventory concentrated in the forest. Thus, although not yet a forest man-agement solution, the tool developed and used by the Company is as a forest inventory service, allow-ing the client to more easily manage his business. In a practical example, Engineer Charles marked a group of 64 trees using their software, and instant-ly, the system showed that it corresponded to about 95 m³ of wood.

PLANNINGIt is possible to see and get to know in numbers:

the terrain slope and distances of the area between the trees, rivers, property limits, Permanent Preser-vation Areas, and so on. With this data, it becomes feasible to trace out a precise forestry strategy, including thinning, harvesting and forest roads, with more ease and accuracy. “Basically, it’s very different from the previously used flat fuzzy im-ages like the x-ray that a doctor assesses to make a diagnosis. Now, modern computerized imaging examination machines deliver a 3D result with the parameters calculated automatically by computer,” compares Engineer Charles.

qualquer local que esteja, sem a necessidade de conexão com a internet. “É possível passear virtu-almente pela floresta e analisar suas medidas geo-localizadas”, ressalta. Ao clicar em uma árvore, são mostradas informações como diâmetro e altura, além de visualizar uma representação 3D do indi-víduo. É possível saber exatamente o estoque de madeira que a floresta concentra. Por isso, apesar de não ser ainda uma solução de gestão florestal, a ferramenta desenvolvida e utilizada pela empresa em seus serviços de Inventário Florestal permite ao cliente, administrar com mais facilidade o negócio. Em um exemplo prático, Charles marcou um grupo de 64 árvores em seu software, e no mesmo instante o sistema mostrou que correspondia a cerca de 95 m³ (metros cúbicos de madeira).

PLANEJAMENTOÉ possível ver e saber em números a inclinação

do terreno e as distâncias da área entre as árvores, bordadura, margem de rios, áreas de preservação permanente e assim por diante. Com esses dados é viável traçar precisamente a estratégia de silvicultu-ra, desbaste, colheita e estradas florestais com mais facilidade e exatidão. “Basicamente é a diferença

entre a radiografia em que o médico tinha que ava-liar, naquela imagem plana pouco nítida, qual era o diagnóstico. Agora as modernas máquinas de exame computadorizado por imagem entregam o resultado em 3D com os parâmetros calculados automatica-mente pelo computador”, compara Charles.

Em uma operação de colheita de primeiro des-baste, por exemplo, sabe-se exatamente quais ár-vores serão colhidas. Não fica a cargo do olho do operador. O planejamento pode ser feito com muito mais precisão e com antecedência. Depois do traba-lho concluído o proprietário sabe, sem margem de erro, quais indivíduos foram colhidos e quais perma-neceram na floresta, cada um devidamente identifi-cado com seu diâmetro e altura.

De acordo com o engenheiro, o produto final é o inventário real. “No método tradicional se faz uma estimativa. A floresta é dividida em parcelas, as pes-soas vão ao local para medir, o que envolve bastan-te mão de obra e o resultado final não é exato. No método convencional pode-se incorrer em erros de contagem de indivíduos de até 10%, além de equí-vocos quanto ao volume e densidade da madeira”, aponta Charles. Já o inventário real não é feito por estimativas, pois todas as árvores são medidas uma

In a first thinning harvest operation, for ex-ample, it is possible to exactly know the trees to be harvested. The operator no longer has to choose by eye. Planning can be done with more precision, and in advance. After the work is completed, the forest owner knows, with no margin of error, which individuals were harvested and which remained in the forest, each properly identified by diameter and height.

According to the Engineer, the final product is the Real Inventory. “The traditional method is car-ried out making an estimate. The forest is divided into parcels, someone goes out in the field and measures the parcel, which involves a lot of labor and the end result is not accurate. In the traditional method, individual counts can err by up to 10%, as well as errors as to wood volume and density,” points out Engineer Charles. The Real Inventory is not calculated using estimates, because all the trees are measured. Each individual receives a num-ber corresponding to its exact location and given its own “identity card”.

When the equipment is moved between the rows of trees, it captures a very sharp image about the terrain, trunk, crown, and branches. This allows

“São 100 milhões de pontos em apenas dois hectares de florestas, o

que proporciona uma qualidade gráfica de alta

definição”

Charles Roberto Stempniak

Foto: divulgação

Foto: divulgação


PRINCIPAL

one to see the shape of the tree and its classifica-tion, if it is forked, or if there many many knots, due to the shape of the branches. “This information did not used to be available. It was unimaginable to think that someone would go into the forest and classify each individual with so many details.” With respect to the time to carry out a full inventory of the forest (real), Charles says that it is equivalent to the traditional method. “The difference is we have a complete census of forest and not a survey based on statistics, approximations and subjective obser-vations,” he points out.

WITH AN EYE ON THE FUTUREAs the trees are marked individually, it is pos-

sible to assertively accompany the growth of each individual and estimate the development of the for-est with accuracy. “It becomes feasible to structure a growth curve for each tree over the years, tak-ing into account the slope of the terrain, amount of sun, water regime, fertilizing, debranching, ef-fectiveness of thinning and so on.”

The software that the Company uses to perform this type of service is capable of carrying out simu-lations and modifying the virtual maquette, i.e. it

a uma. Cada indivíduo recebe um número, corres-pondente à sua exata localização na propriedade e tem sua própria “cédula de identidade”.

Quando o equipamento está se deslocando en-tre as linhas de árvores, ele capta uma imagem mui-to nítida sobre o terreno, tronco, copa e galhos. Isso permite perceber a forma da árvore, se é bifurcada, classificação para madeira, se terá muitos nós, devi-do ao formato dos galhos. “Não se tinha acesso a es-sas informações. Era inimaginável que alguém fosse até a floresta e classificasse cada indivíduo com tan-tos detalhes.” Com relação ao tempo para se realizar um inventário completo da floresta (real), Charles afirma que é equivalente ao método tradicional. “A diferença é que fazemos um censo da floresta e não um levantamento baseado em estatísticas, aproxi-mações e observações subjetivas”, ressalta.

DE OLHO NO FUTUROComo as árvores são demarcadas individual-

mente, é possível acompanhar o crescimento de cada indivíduo de forma assertiva e estimar o desen-volvimento da floresta com exatidão. “É viável estru-turar uma curva de crescimento para cada árvore no decorrer dos anos levando em conta a inclinação do

terreno, quantidade de sol, regime hídrico, aduba-ção, desgalha, efetividade do desbaste e assim por diante.”

O software que a empresa utiliza para fazer este tipo de serviço é capaz de fazer simulações e modi-ficar a maquete virtual, ou seja, é possível simular a colheita virtualmente antes de executá-la. “Posso analisar o passado e projetar situações para o futu-ro utilizando parâmetros matemáticos.” Para isso não é preciso realizar todo o trabalho de inventário novamente. Em períodos pré-definidos pode-se fa-zer o levantamento por amostragem de indivíduos que recebem a mesma quantidade de insolação, insumos e água, por exemplo, e colher os dados de crescimento. Desta maneira pode-se atualizar a ma-quete virtual da floresta.

A captação de imagem não fica restrita ao dro-ne. A empresa possui um kit de registro de imagem que pode ser utilizado por uma pessoa que grava imagens enquanto caminha pela floresta. Assim, mesmo em circunstâncias adversas ou de mata mui-to fechada é possível realizar o serviço. O que am-plia o escopo do inventário florestal em 3D para o manejo florestal sustentável em floresta nativa. “A qualidade do material é a mesma do trabalho feito

is possible to virtually simulate the harvest before executing it. “I can analyze the past and design situ-ations for the future, using mathematical param-eters.” For this, you do not need to perform an in-ventory again. In pre-defined periods, you can carry out a sample survey of individuals that receive the same amount of sun, inputs and water, for exam-ple, and collect the growth data. This way you can update the virtual maquette of the forest.

Image capture is not restricted to the use of a drone. The Company has an image recording kit that can be used by a person who records images while walking through the forest. Thus, even under adverse circumstances or in a very closed forest, it is possible to perform the service, which extends the scope of forest inventory in 3D for sustainable forest management of native forests. “The quality of the material is the same as the work performed by the drone in planted forests, so the Manager will have georeferencing for the trees to be harvested, in addition to all the information as to diameter, height, wood density, access roads and so on,” adds Engineer Charles.

Foto

: div

ulga

ção

Foto

: div

ulga

ção

Foto

: div

ulga

ção

Foto: divulgação


PRINCIPAL

VIRTUAL TOUR Walking through the forest using the digital

medium is something that impresses by the beauty of the images. Using Virtual Reality goggles or a 3D TV, the experience is like being immersed in a sci-ence fiction movie. You can almost sense the smell of the forest and it gives one an irresistible urge to reach out and touch the trees. It’s like being tele-ported into the forest. Even if someone does not have this sophisticated equipment, the service can be contracted from the Curitibano Company leaving one with the possibility of experiencing his own im-mersion within the forest, anytime and anywhere. Once the forest model is delivered, containing all the information, the contracting party receives fully functional immersive Virtual Reality goggles, prop-erly loaded with the 3D digital model of the Real Forest Inventory carried out in one’s property.

Simply attach your cell phone to the equipment to gain access to virtual reality. More than having the sensation of walking through the forest, you can access the numbers and data for each tree. This feature extends entrepreneur and investor power of decision as well as that for engineers and tech-nicians to plan the entire silviculture and harvest

pelo drone em florestas plantadas, assim o empre-sário terá o georreferenciamento das árvores que serão colhidas, além de todas aquelas informações de diâmetro, altura, densidade de madeira, vias de acesso e assim por diante”, completa Charles.

PASSEIO VIRTUALSe caminhar pela floresta pelo meio digital já é

algo que impressiona pela beleza das imagens, ao utilizar um óculos de realidade virtual ou uma televi-são em 3D a experiência é de estar realmente imer-so em um filme de ficção científica. Quase se sente o cheiro da mata e dá aquela vontade irresistível de mexer as mãos no ar para tocar as árvores. É como ser tele-transportado para dentro da floresta. Mes-mo quem não dispõe desses aparelhos sofisticados de visualização, ao contratar o serviço da empresa curitibana, terá a possibilidade de experimentar a imersão na floresta, a qualquer hora e em qualquer lugar. Assim que o modelo da floresta for entregue, contendo todas as informações, o contratante re-cebe um óculos imersivo de Realidade Virtual to-talmente funcional, devidamente carregado com a maquete digital 3D do Inventário Florestal Real, que foi realizado em sua propriedade.

Basta acoplar o celular ao equipamento para ter acesso à realidade virtual aumentada. Mais do que ter a sensação de caminhar pela floresta, é possível acessar os números e dados de cada árvore. Esse recurso amplia o poder de decisão do empresário e investidor florestal, dos engenheiros e técnicos, que podem planejar toda a operação de silvicultura e colheita sem levar equipes ao campo para realizar todo o trabalho. “Isso é algo extraordinário porque em conversas que tivemos com profissionais da área florestal, eles revelaram que antes de planejar o que vai se fazer é preciso ir até a mata e andar por den-tro, ver a condição do terreno, por onde a máquina entra e assim por diante, existe todo um trabalho de campo que pode ser eliminado”, aponta.

operation without taking teams into the field to perform the task. “This is something extraordinary because in the conversations we had with forest workers, they revealed that before you plan what you are going to do, it is necessary to go into the forest and walk through it to see the condition of the land, where the machine will enter and so on, there is much field work that can be eliminated,” he points out.

Foto

: div

ulga

ção

Foto

: div

ulga

ção

Foto: divulgação


PRINCIPAL

Documents

Inventário Florestal Real