ABSTRACT Background: This study aimed to evaluate UAV images of Pinus taeda L. stands for classifying trees attacked by Sapajus nigritus in Southern Brazil. UAV images were acquired on March 2018, using a DJI Phantom Pro 4 over 18.73 hectares. We evaluated different band compositions and vegetation indices. Using photo interpretation based on the color of the crown and field measurements, the trees were manually labeled as not attacked, dead, and attacked. The classified trees were divided into training (75%) and validation (25%), considering three tree crown diameters (0.5, 1, and 1.5 m) and three region-oriented classification algorithms. The classification accuracy was assessed by overall accuracy and the kappa index. Results: A total of 3,773 trees were manually detected, of which 39% were attacked, 5% died and 56% were not attacked. The results also indicated that the best-chosen diameter was 0.5 meters, the best classifier algorithm was the SVM, and the highest accuracy was represented by the composition of the ExG index associated with the original spectral bands. Conclusion: We argue that the attacks can be monitored using UAV images and such results provide insights for forest management initiatives.

Resumo Este estudo realizou um mapeamento das áreas de pomares de macieira, considerando área plantada, localização, altitude, declividade e o uso de cobertura antigranizo, no município de São Joaquim (Planalto Sul Catarinense, Brasil). Foram empregadas imagens espectrais da plataforma orbital Sentinel-2 adquiridas em agosto de 2018, e o modelo digital de elevação aprimorado do Shuttle Radar Topography Mission(SRTM). Em aplicativo GIS configurado com o sistema de referência SIRGAS 2000,4 e projeção cartográfica UTM, foram adicionadas as imagens da constelação Sentinel-2 e os modelos digitais de elevação advindos da missão SRTM refinados mais recentemente com dados do sensor Phased Array type L-band Synthetic Aperture Radar (PALSAR). Todas as imagens foram reamostradas para a resolução espacial de 10 m. Os resultados foram validados com base em imagens disponíveis do Google Earth. Os resultados mostram que São Joaquim conta com área plantada de 7.974,80 ha de macieira, e destes 12% com sistema de cobertura antigranizo. A característica da região é de pequenos produtores em áreas de um a cinco ha. Um Percentual superior a 50% dos pomares encontra-se no intervalo entre 1.200 e 1.400 m de altitude. Com 45% dos pomares localizados em áreas com declividade entre 8 e 20%. Em relação à localização, os pomares estão concentrados principalmente no raio de até 20 km de distância em relação ao centro urbano de São Joaquim, onde se encontra quase a totalidade das indústrias e cooperativas para o seu acondicionamento, beneficiamento e logística. Este estudo demonstrou que dados orbitais do Sentinel-2 podem quantificar efetivamente a distribuição dos pomares de macieira, sendo uma alternativa viável e eficaz no levantamento das informações para o monitoramento agrícola. Desse modo, viabiliza o planejamento eficiente da produção de maçã, como a assistência técnica, a comercialização com os produtores e o escoamento da produção.

Abstract This study carried out a mapping procedure focusing on apple orchards considering the planted area, spatial location, altitude range, slope interval, and presence of anti-hail nets in the city of São Joaquim (Southern Santa Catarina Plateau, Brazil). Spectral images from the Sentinel-2 orbital platform acquired in August 2018 and an enhanced digital elevation model from the Shuttle Radar Topography Mission (SRTM) were used. In a GIS application configured with the SIRGAS 2000,4 reference system and UTM cartographic projection, Sentinel-2 constellation images and digital elevation models from the SRTM mission and more recently refined with sensor data Phased Array type L-band Synthetic Aperture Radar (PALSAR) were added. All images were resampled to a spatial resolution of 10m. The results were validated based on high spatial resolution images available from Google Earth. The results show that São Joaquim has a planted area of 7,974.80 ha, and only 12% use an anti-hail coverage system. The majority of the orchards range from one to five ha and belong to small producers. More than 50% of the orchards are between 1,200 and 1,400 m in altitude, with 45% of orchards located in areas with slopes between 8 to 20%. Interestingly, most of the orchards are concentrated in a radius of up to 20km from the urban center of São Joaquim, where industries and cooperatives are located for packaging, processing, and logistics. This study demonstrated that orbital data from Sentinel-2 can effectively quantify the distribution of apple orchards, being a viable and effective alternative for collecting information for agricultural monitoring. In this way, it enables efficient planning of apple production, such as technical assistance, marketing with producers, and production flow.

Abstract: This study investigates the potential use of close-range and low-cost terrestrial RGB imaging sensor for fruit detection in a high-density apple orchard of Fuji Suprema apple fruits (Malus domestica Borkh). The study area is a typical orchard located in a small holder farm in Santa Catarina’s Southern plateau (Brazil). Small holder farms in that state are responsible for more than 50% of Brazil’s apple fruit production. Traditional digital image processing approaches such as RGB color space conversion (e.g., rgb, HSV, CIE L*a*b*, OHTA[I 1 , I 2 , I 3 ]) were applied over several terrestrial RGB images to highlight information presented in the original dataset. Band combinations (e.g., rgb-r, HSV-h, Lab-a, I” 2 , I” 3 ) were also generated as additional parameters (C1, C2 and C3) for the fruit detection. After, optimal image binarization and segmentation, parameters were chosen to detect the fruits efficiently and the results were compared to both visual and in-situ fruit counting. Results show that some bands and combinations allowed hits above 75%, of which the following variables stood out as good predictors: rgb-r, Lab-a, I” 2 , I” 3 , and the combinations C2 and C3. The best band combination resulted from the use of Lab-a band and have identical results of commission, omission, and accuracy, being 5%, 25% and 75%, respectively. Fruit detection rate for Lab-a showed a 0.73 coefficient of determination (R2), and fruit recognition accuracy rate showed 0.96 R2. The proposed approach provides results with great applicability for small holder farms and may support local harvest prediction.

Resumo O presente estudo teve como objetivo investigar a variação de atributos funcionais de espécies arbóreas ao longo de diferentes posições topográficas, em uma floresta subtropical na região do Alto Uruguai, em Santa Catarina. Para as 20 espécies mais abundantes na área amostrada, foram determinados densidade básica da madeira (WD), altura potencial (Hmax), área foliar (LA), área foliar específica (SLA), regime de renovação foliar, guildas de regeneração e de dispersão. A estrutura funcional foi avaliada por meio dos valores dos atributos funcionais por parcela, ponderados para a comunidade (CWM). A partir de um Modelo Digital do Terreno na resolução de 1 m, foram extraídas para cada parcela a elevação, a declividade e curvatura. Os dados foram analisados por meio de correlações lineares, Análise de Coordenadas Principais (PCoA), Análises de Componente Principais (PCA) e modelo linear simples. Os resultados demonstraram correlações significativas e negativas entre Hmax x LA e Hmax x SLA. O gradiente topográfico influenciou de forma significativa a estrutura funcional do componente arbóreo. Conclui-se que a ocupação de diferentes posições no gradiente topográfico e ao longo do perfil vertical da floresta se deve ao fato das espécies apresentarem diferentes estratégias ecológicas.

Abstract This study aimed to investigate functional attributes of tree species along different topographic position, in a forest located in Upper Uruguay region, in Santa Catarina. The wood density (WD), potential height (Hmax), leaf area (LA), specific leaf area (SLA), leaves renovation regime, regeneration and dispersal guilds were determined for the 20 most abundant species in the sampled area. The functional structure was evaluated through a community weight matrix (CWM) of traits values for each sampling unit. Mean values of elevation, declivity and curvature were extracted for each sampling unit, from a Terrain Digital Model in a resolution of 1 m. The data was analyzed through linear correlations, Principal Coordinates Analysis (PCoA), Principal Components Analysis (PCA) and linear simple model. The results indicated significant and negative correlation between Hmax x LA and Hmax x SLA. The topographic gradient significantly influenced the functional structure of tree component. It is concluded that the occupation of different positions along the topographic gradient and the forest vertical profile by tree species were mediated by different ecological strategies.

Resumo: A classificação remota dos diferentes estádios sucessionais da vegetação ainda constitui um desafio devido à similaridade espectral destas classes. Este artigo tem o objetivo de avaliar o desempenho de imagens Landsat-8 e RapidEye para a classificação do estádio sucessional da vegetação em um fragmento de Floresta Ombrófila Mista, localizado no Parque Nacional de São Joaquim- SC. Para isto, três grupos de variáveis gerados a partir de cada imagem foram avaliados, sendo: (1) composto somente pelas bandas espectrais puras; (2) composto pelas métricas texturais GLCM geradas a partir das bandas espectrais; e (3) composto pelas variáveis dos dois grupos anteriores, além de dois índices de vegetação no caso da imagem Landsat-8, e três índices para a RapidEye. Cada grupo foi testado com os classificadores florestas randômicas (Random Forest- RF), máquinas de vetor de suporte (Support Vector Machine - SVM) e máxima verossimilhança (Maxver). Todos os experimentos alcançaram resultados satisfatórios, com índice Kappa variando de 0,66 a 0,88 e acurácia de usuário e produtor superiores a 50%. O melhor resultado alcançado foi com a imagem Landsat-8, grupo 3, associado ao algoritmo RF. A medida de importância das variáveis obtida com o algoritmo RF mostrou que as métricas texturais média, contraste e dissimilaridade destacaram-se na classificação para ambas as imagens

Abstract: The remote classification of the different vegetation successional stages still represents a challenging task in face of the similar spectral response of such classes. This paper is committed to evaluate the performance of Landsat-8 and RapidEye images in the classification of successional stages within a patch of Mixed Ombrophilous Forest located in São Joaquim National Park, Santa Catarina State, south of Brazil. Three variables dataset extracted from each image were analyzed, namely; (1) one solely consisting of the spectral bands themselves; (2) a second one comprising GLCM-based texture measures derived from the spectral bands; and (3) a third one containing these two datasets and additionally two vegetation indices obtained from the Landsat 8 image and three vegetation indices from the RapidEye image. Each dataset was subject to three classifiers: random forest (RF), support vector machine (SVM), and maximum likelihood estimation (MLE or maxver). All conducted experiments achieved satisfactory results, with Kappa coefficients ranging from 0.66 to 0.88, and both user´s and producer´s accuracies lying over 50%. The best result was attained with the Landsat 8 image using the third dataset and the RF classifier. The analysis of the variables relevance with this classifier showed that the texture measures mean, contrast and dissimilarity were decisive for the successful classification of both images

RESUMO: Estudou-se os parâmetros das Leis Federais no4.771 e 12.651 para a delimitação de PPA de nascentes e cursos d'água em 68 imóveis rurais dos municípios da Região Serrana do Estado de Santa Catarina. Elaboraram-se mapas temáticos da cobertura da terra com as áreas de PPA, a partir da interpretação de imagens aéreas ortorretificadas. Os resultados mostram que o percentual de PPA, a recompor em área rural consolidada, está diretamente relacionado com a área do imóvel e com o tamanho do módulo fiscal do município onde se encontra. Comparando-se com a Lei no4.771, houve redução significativa nas PPA a serem recompostas em áreas rurais consolidadas. Em pequenas propriedades rurais, a redução média variou de 54,6 a 81,8%. Estima-se que 122.372 hectares de terras da região serrana (7,6% da área), caracterizadas como PPA, em área rural consolidada, podem continuar sendo exploradas economicamente.

ABSTRACT: This research aimed to study the parameters of the current and past Brazilian Forest Act based on the Federal Laws No. 4,771 and 12,651 for the determination of the permanent preservation areas (PPA). Water springs and streams for 68 rural properties located at the Santa Catarina State Southern Plateau were considered. Thematic land use/land cover (LULC) as well as PPA maps from the visual interpretation of ortho rectified aerial images were elaborated. The PPA percentage for recovering over consolidated rural areas is directly proportional to both fiscal module size and area of the rural property. Comparing to the Law No. 4,771, there was a significant reduction in the PPA to be recovered on consolidated rural areas. In small rural properties there was an average reduction ranging from 54.6% to 81.8%. A total of 122,372 hectares (7.6% of the total area) characterized as PPA in consolidated rural areas can now be used economically.

RESUMOO objetivo deste trabalho foi determinar o rendimento da matéria-prima de Eucalyptus benthamii, por meio dos desdobros tangencial e radial, além da classificação das toras quanto à presença das rachaduras de topo. A classificação das toras quanto às rachaduras foi realizada por meio da análise visual, em que era aplicado um conceito conforme a intensidade do defeito. Posteriormente, as toras foram separadas em duas classes diamétricas (20 a 25 e 25,1 a 30 cm) e processadas em três sistemas de desdobro (tangencial em bloco, radial e tangencial em bloco com face curva), sendo cada tratamento composto por três repetições com 10 toras cada um. Na análise estatística dos dados de rendimento, foram aplicados o teste de Kolmogorov Smirnov, a Análise da Variância e o teste de Tukey. Nos resultados, foi observado que a maioria das toras da classe de menor diâmetro apresentou intensidade mediana, enquanto na maior classe diamétrica a intensidade foi baixa. Os rendimentos médios líquidos encontrados foram de 43,5% e 39,2% nas classes inferior e superior, respectivamente, os quais foram influenciados pelas rachaduras das peças e pelos destopos. Observou-se que o desdobro tangencial em bloco e em face curva foram os métodos que apresentaram maior aproveitamento em madeira serrada na classe de 20 a 25 cm, enquanto na classe de 25,1 a 30 cm o sistema tangencial em bloco e radial foi equivalente.

ABSTRACTThe aim of this study was to determine the yield of raw material of Eucalyptus benthamii through the tangential and radial sawing, besides classifying the logs for the presence of end splits. The classification of logs as for the splits was accomplished by means of visual analysis, using a concept which was applied according to the intensity of the defect. Subsequently, the logs were separated into two diametric classes (20 to 25, and 25.1 to 30 cm) and processed in three sawing systems (tangential block, radial and tangential block with curved face), each treatment consisting of 3 replicates with 10 logs each. Statistical analysis of yield data was carried out using the Kolmogorov Smirnov test, Analysis of Variance and Tukey test. In the results it was observed that most of the logs of smaller diameter class presented median intensity, whereas for larger diameter class, the intensity was low. The average net yields found were 43.5% and 39.2% for the lower and upper classes, respectively, which were influenced by the splits of parts and the trimming. It was observed that the tangential sawing block and curved face were the methods that presented greater use of lumber of the class 20 to 25 cm, while in the class 25.1 to 30 cm, the block and radial tangential system were equivalent.

Este trabalho objetivou avaliar o processo de restauração em uma Área de Preservação Permanente (APP) degradada em Pouso Redondo, SC, seis anos após o plantio de mudas e proteção da área. Foi realizado o levantamento da vegetação arbórea e, a partir da relação das espécies plantadas inicialmente, foi quantificado o aumento da riqueza que ocorreu por meio do estabelecimento natural de novas espécies. Foram determinadas as síndromes de dispersão de propágulos e as guildas de regeneração. Foram encontrados 918 indivíduos pertencentes a 73 espécies, sendo que 48 (65,8%) não correspondem àquelas que foram plantadas em 2007, tratando-se de novas espécies que se estabeleceram. 71,2% das espécies foram classificadas como zoocóricas e 54,8% como clímax exigente em luz. Após seis anos, o processo de restauração foi caracterizado pela tendência do aumento da riqueza e da substituição de espécies iniciais por tardias, indicando a relevância do mecanismo de regeneração natural.

This study evaluated the process of restoration in a degraded Permanent Preservation Area (PPA) in the municipality of Pouso Redondo, Santa Catarina state, six years after the initial plantation of trees and isolation of the area. Tree species were surveyed and increment of richness by natural establishment was quantified. Syndromes of propagule dispersion and regeneration guilds were determined. A total of 918 individuals from 73 species were found; 48 (65.8%) of them were species naturally established in the area. 71.2% of the species were classified as zoochoric (71.2%), and 54.8% as light demanding for climax. After six years, the restoration process was characterized by a trend of richness increment and replacement of initial by late successional species, indicating the relevance of the natural regeneration mechanism.