Cenário atual de pesquisas utilizando a tecnologia LiDAR aplicado ao setor

No intuito de apresentar um panorama geral das pesquisas utilizando LiDAR no Brasil, foi realizada um levantamento nas bases de dados: Períodicos da Coordenação de Aperfeiçoamento de nível superior (CAPES), Google Scholar, Web of Science e Science Direct, considerando artigos científicos, teses e dissertações, monografias e trabalhos em eventos de reconhecimento internacional.

Foram encontrados 70 trabalhos acadêmicos utilizando a tecnologia LiDAR desenvolvidos no Brasil. Sendo um total de 59 trabalhos utilizando ALS, confirmando que a técnica de processamento apresenta alguns avanços significativos, tanto em florestas nativas quanto plantadas. Os estudos utilizando a tecnologia TLS foram apenas 11. O primeiro estudo utilizando ALS no Brasil foi no ano de 2005, e com o TLS foi em 2011, na Figura 6 está destacada a evolução dos estudos utilizando LiDAR para o setor florestal.

FIGURA 6 - EVOLUÇÃO DO NÚMERO DE TRABALHOS DESENVOLVIDOS COM LiDAR NO BRASIL

FONTE: Elaborado pela autora

O maior pico de estudos realizados foi no ano de 2015, sendo todos realizados com o ALS, porém, a partir do ano seguinte os estudos utilizando TLS passaram a ser mais explorados, tendo um aumento no ano de 2019, devido aos avanços no TLS portátil. O TLS portátil tem se tornado uma realidade na pesquisa brasileira, apesar de ainda terem sido publicados poucos trabalhos na literatura, já se tem conhecimento do desenvolvimento de um sistema TLS móvel de baixo custo elaborado na tese de doutorado de Campos (2019). A pesquisa da autora propõe uma nova técnica para aquisição e processamento de dados obtidos com um sistema de mapeamento móvel terrestre leve e de baixo custo

embarcado em mochila, conhecido como PMTS (Personal Mobile Terrestrial

System - Sistema de Mapeamento Móvel Pessoal). O sistema de mapeamento

móvel proposto é composto por uma câmara omnidirecional (imagens fisheye) e um sistema de navegação GPS/IMU (Global Positioning Systems/ Inertial

Measurement Unit System).

Embora em 2019 os estudos utilizando LiDAR no Brasil não tenham apresentado o seu maior pico, ocorreu um aumento na aplicabilidade da tecnologia TLS e estudos aplicados em uma maior área de abrangência, não somente a níveis locais.

O desenvolvimento da tecnologia TLS era considerado tradicionalmente atrasado em relação à varredura ALS, fator que pode estar relacionado ao alto custo dos sistemas TLS em relação aos equipamentos de levantamento tradicionais, como estações totais e receptores GNSS (TELLING et al., 2017)

O hardware TLS teve uma melhoria significativa nos últimos anos, de modo que, o preço, o tamanho e o peso dos scanners a laser diminuíram, com a resolução espacial constantemente aumentada e a velocidade de medição. Logo, a redução dos custos e o aumento dos níveis de desempenho estão contribuindo para a adoção da tecnologia TLS na comunidade de ciências da Terra (PETRIE e TOTH, 2008; LIANG et al., 2016).

Silva (2013), considera que os avanços na tecnologia LiDAR tem ocorrido principalmente em florestas plantadas, com destaque na obtenção de informações referentes a árvores individuais. No período de 2013, o autor já considerava que as pesquisas iriam evoluir buscando ampliar a aplicação para o nível de parcelas em florestas plantadas e naturais, sendo essa última considerada um grande desafio em função da grande variedade de espécies e condições de sub bosque e dossel existentes.

No Brasil esse cenário tem se mostrado um pouco diferente, considerando que no levantamento foram encontrados 47 trabalhos desenvolvidos em florestas nativas e 23 em florestas plantadas, tal fato refere-se à disponibilidade da base de dados do Projeto Embrapa Paisagens Sustentáveis, que disponibiliza dados ALS para a Amazônia, Cerrado e Mata Atlântica. O projeto foi criado no intuito de desenvolver novas metodologias e técnicas de contabilização de

carbono no âmbito do REDD+, disponibilizando um acervo de dados de levantamentos ALS no Brasil, por meio da plataforma WebGIS (EMBRAPA, 2014). Na Figura 7 é possível visualizar a distribuição dos estudos utilizando LiDAR no Brasil, sendo classificado como floresta nativa ou plantada, ou TLS e ALS.

FIGURA 7- ESTUDOS DESENVOLVIDOS COM LIDAR NO BRASIL

FONTE: Elaborado pela autora

Na tabela 2 está apresenta um resumo do número de trabalhos desenvolvidos em cada setor, sendo classificados em tipo de floresta, e tipo de levantamento realizado.

TABELA 2 - ESTUDOS REALIZADOS NO BRASIL UTILIZANDO A TECNOLOGIA LIDAR

Tipo de Floresta TLS TLS portátil ALS ALS em VANT Total

Nativa 2 3 39 3 47

Plantada 5 1 16 1 23

Total 7 4 55 4 70

Papa et al. (2019), utilizaram um LiDAR embarcado em Vant para avaliar a estrutura de plantações de restaurações florestais, e distinguir os resultados de diferentes estratégias silviculturais. Foram analisados dados de altura do dossel, fração de gap e índice de área foliar, sendo por meio do LiDAR em VANT e com dados de inventário florestal convencional. Nesse estudo, a biomassa acima do solo foi fortemente correlacionada com a altura do dossel, possibilitando a elaboração de uma equação preditiva para monitorar caraterísticas estruturais em outras áreas de restauração florestal na região Amazônica. Assim como o TLS portátil, o ALS embarcado em VANT já é considerado uma realidade na pesquisa brasileira, embora ainda sejam poucos estudos desenvolvidos.

Os estados do Paraná e São Paulo apresentam o maior número de pesquisas aplicadas em plantios florestais, sendo desenvolvidos tanto em áreas comerciais, como por exemplo o estudo desenvolvido por Silva et al. (2017), realizado nas plantações de Pinus taeda da empresa Klabin, localizado no município de Telêmaco Borba – PR, como estudos desenvolvidos em setores públicos, como o desenvolvido por Ruza (2019), aplicado na Fazenda Experimental Canguiri da UFPR, localizado em Curitiba – PR.

Embora não tenham sido encontrados trabalhos publicados, o GEDI também está sendo incluído na pesquisa brasileira, de modo que estão sendo desenvolvidos alguns estudos para mapear as cargas de combustível superficial e de copa perante simulação e propação do fogo no bioma Cerrado.

Diante desses avanços na tecnologia LiDAR, acredita-se que o Brasil irá apresentar um aumento em pesquisas utilizando essa tecnologia, dada a vasta área florestal do País. Além disso, as empresas privadas têm procurado investir mais nesse setor de tecnologias remotas, visando uma menor demanda de pessoal em trabalhos de campo e obtenção de resultados mais rápidos e acurados.

3. CAPÍTULO II: Aspectos operacionais desenvolvidos na coleta de dados