RESUMO Este trabalho teve por objetivo iniciar, implementar e validar um projeto de construção de um sistema computadorizado para ajuste de funções densidade de probabilidade. O FitFD foi desenvolvido utilizando-se a linguagem de programação Java. Como ambiente de desenvolvimento foram utilizadas a IDE (Integrated Development Environment) Netbeans 7.1 e a JDK 7.3 (Java Development Kit). Os testes do sistema foram realizados em ambiente Windows. Foram implementadas no sistema as seguintes funções densidade de probabilidade: Weibull (2P, 3P, 2P com dap mínimo como locação, 3P truncada), hiperbólica (2P, 3P, 2P com dap mínimo como locação, 3P truncada), log-logística (2P, 3P, 2P com dap mínimo como locação), logística generalizada, Fatigue life (2P e 3P) e Frechet (2P e 3P). O sistema desenvolvido auxilia os usuários na definição e escolha da fdp que melhor atenda suas necessidades, contudo melhorias são necessárias. O projeto iniciado mostrou-se eficiente para ajustes de funções de densidade probabilidade.

ABSTRACT This study aimed to initiate, implement and validate a project to build a computerized system to adjust probability density functions. The FitFD was developed using the Java programming language. IDE (Integrated Development Environment) NetBeans 7.1 and JDK 7.3 (Java Development Kit) were used as the development environment. The system was tested in Windows. The following probability density functions were implemented in the system: Weibull (2P, 3P, 2P with minimum dbh, truncated 3P), hyperbolic (2P, 3P, 2P with minimum dbh, truncated 3P), Log- logistic (2P, 3P, 2P with minimum dbh), Logistics Generalized, Fatigue Life (2P and 3P) and Frechet (2P and 3P) . The system developed assists users in defining and choosing fdp that best meet their needs, however improvements are needed. The project proved efficient for adjustments of probability density functions.

RESUMO O objetivo geral deste trabalho foi avaliar o método Neuroevolution of Augmenting Topologies (NEAT) para ajustar os pesos e a topologia de redes neurais artificiais (RNAs) na estimação da altura de árvores em povoamento clonais de eucalipto, bem como comparar com as estimativas obtidas por um modelo hipsométrico de regressão. Para a estimativa da altura total das árvores (Ht), pelas RNAS e pelo modelo de regressão, utilizou-se variáveis diâmetro à 1,3 m de altura (dap) e a altura dominante (Hd). As RNAs foram ajustadas e aplicadas no sistema computacional NeuroForest, variando o tamanho da população inicial (parâmetro do algoritmo genético) e a densidade das conexões iniciais. As estimativas da altura total das árvores obtidas com o emprego de RNA e pelo modelo de regressão foram avaliadas com base no coeficiente de correlação, no gráfico de dispersão dos erros percentuais, no histograma de frequência percentual dos erros percentuais e na raiz do erro quadrado médio percentual (Root Mean Square Error - RMSE). A configuração de tamanho de população 300 e densidade inicial das conexões de 0,1 obteve a maior correlação e o menor RMSE%. Foram encontradas várias configurações de RNA com estatísticas superiores ao modelo hipsométrico de regressão. A metodologia NEAT pode ser utilizada para a estimação da altura de árvores em povoamento clonais de eucalipto.

ABSTRACT The aim of this study was to evaluate the method of neuroevolution of augmenting topologies (NEAT) to adjust the weights and the topology of artificial neural networks (ANNs) in the estimation of tree height in a clonal population of eucalyptus, and compare with estimates obtained by a hypsometric regression model. To estimate the total tree height (Ht), the RNAs and the regression model, we used as variables a diameter of 1.3 m height (dbh) and the dominant height (Hd). The RNAs were adjusted and applied to the computer system NeuroForest, varying the size of the initial population (the genetic algorithm parameter) and the density of initial connections. Estimates of the total height of the trees obtained with the use of RNA and the regression model were evaluated based on the correlation coefficient, the percentage of errors scatter plot, the percentage frequency histogram of percentage errors, and the root mean square error (root mean square error - RMSE). Various settings which resulted in superior statistics to the hypsometric regression model were found. Connections had the highest correlation and the lowest RMSE% with a population size value of 300 and an initial density of 0.1 RNA. The NEAT methodology proved effective in estimating the height of trees in clonal population of eucalyptus.

Tendo em vista que o estabelecimento de plantios florestais em propriedades rurais tem se tornado uma prática frequente onde o número de propriedades com plantações de culturas florestais é cada vez maior, torna-se necessário aprimorar as metodologias de avaliação destas propriedades com florestas, uma vez que a comercialização destas será uma prática cada vez mais comum. Portanto, objetivou-se, com este trabalho, realizar um estudo comparativo de três métodos de avaliação de terras florestais: valor de mercado, valor de custo e valor produtivo. Para isso, foi considerado um plantio de eucalipto cujo ciclo final de corte seria aos 7 anos. Os resultados mostraram uma grande diferença entre os métodos avaliados. O valor de mercado foi o que teve uma maior variação com o avançar da idade da floresta, se igualando ao valor produtivo no final do ciclo. No ano 0, o valor de mercado foi o que se mostrou com menores valores e no ano 7 o valor de custo foi o que se mostrou de menor valor. É importante que pesquisas e estudos mais específicos sejam realizados com o intuito de se obterem metodologias mais específicas para valorar este tipo de imóvel rural dada as suas peculiaridades.

Given the increasingly frequent practice of forest stand establishment in rural properties, with a steadily rising number of properties becoming home to forest crops, there is a pressing need to improve property assessment methodologies, as more and more crops will be entering the market. The objective of this work is thus to perform a comparative study of three methods of forestland assessment: market value, cost value and productive value. To that end, an eucalyptus stand with a 7-year final cutting cycle was considered. Results showed a substantial difference among methods. Market value provided greater variation with the advancing of forest age, equaling productive value toward the end of the cycle. In year 0, market value provided the lowest values, while in year 7 cost value provided the lowest values. Further and more specific research and studies should be performed to obtain more specific methodologies to value this type of rural property and all of its peculiarities.

As funções de densidade probabilidade Weibull e Hiperbólica foram comparadas quanto a eficiência de descrever a estrutura diamétrica de povoamentos de Teca (Tectona grandis L. f.) submetidas a desbaste. As duas funções com três e quatro parâmetros, foram ajustadas com dados de 98 parcelas permanentes, retangulares (490 m²), instaladas em um povoamento desbastado de Tectona grandis, no Estado do Mato Grosso e medidas durante 10 anos. Os ajustes foram feitos por Máxima Verossimilhança e a aderência foi avaliada pelo teste Kolmogorov-Smirnorv (a = 1%). Também foram comparadas a soma de quadrados dos resíduos (SQR) dos diferentes ajustamentos. Todas as funções apresentaram aderência aos dados pelo teste de Kolmogorov-Smirnorv (a = 1%). A função hiperbólica apresentou menor soma de quadrados de resíduos e menores valores para o teste de aderência. Foi possível concluir que a função hiperbólica foi mais eficiente para descrever a estrutura diametrica dos povoamentos estudados.

The Weibull probability density functions and Hyperbolic were compared by efficiency for describing the diameter structure of teak stands (Tectona grandis L. f.) undergoing thinning. These functions with three and four parameters were adjusted using data from 98 permanent plots and rectangular (490 m²), located in thinning stand of Tectona grandis in the Brazilian state of Mato Grosso, being measured for 10 years. Adjustments were made by Maximum Likelihood and adherence was assessed by Kolmogorov-Smirnorv test (a = 1%) and also compared to the residual squares sum (RSS) of the various adjustments. All of the functions presented adherence to data by the Kolmogorov-Smirnorv test (a = 1%). The hyperbolic function had lower squares sum of waste and lower values for the adherence test. It was concluded that the hyperbolic function was more efficient to describe the diameter structure of the studied stands.

O objetivo deste estudo foi avaliar as funções de Weibull e Hiperbólica quanto à capacidade de descrição da estrutura diamétrica de povoamentos de eucalipto submetidos a desbaste. As funções com quatro e três parâmetros foram ajustadas a dados de 48 parcelas permanentes instaladas em um povoamento desbastado de um clone híbrido de eucalipto (Eucalyptus grandis x Eucalyptus urophylla), localizado na região Nordeste do Estado da Bahia. Essas parcelas foram mensuradas em 10 ocasiões, a partir de 27 meses de idade. Foi avaliado, também, o ajuste da função Weibull de dois parâmetros por aproximação linear. A aderência foi avaliada pelo teste de Kolmogorov-Smirnov. Também, foram comparadas as somas de quadrados dos resíduos (SQR), dos diferentes ajustamentos. Todas as funções apresentaram aderência aos dados (P>0,01). A função hiperbólica apresentou menor soma de quadrados de resíduos e menores valores para o teste de aderência. A função Weibull, quando ajustada por aproximação linear, apresentou os maiores valores de soma de quadrado de resíduos e de significância no teste de aderência. Foi comprovada a ineficiência do ajuste da função Weibull por aproximação linear.

The objective of this study was to evaluate the Weibull and Hyperbolic fitting functions for describing the diametric structure of eucalyptus stands submitted to thinning. The four- and three-parameter functions were fit to data of 48 permanent plots set up in a thinned eucalyptus hybrid clone (Eucalyptus grandis x Eucalyptus urophylla) stand located in northeastern Bahia. The fitting of the two-parameter Weibull function was also evaluated by linear approximation. Adherence was evaluated by the Kolmogorov-Smirnov test. The sum of squares of the residues (SSR) from the different fittings also was compared. All the functions presented adherence to the data (P>0.01). The hyperbolic function presented the smallest sum of squares of the residues and smallest adherence test values. The Weibull function, when fit by linear approximation, presented the largest sum of squares of the residues and significance values for the adherence test.

O objetivo deste estudo foi propor um modelo de distribuição diamétrica para povoamentos de eucalipto submetidos ao desbaste, com a inclusão do parâmetro de locação da função Weibull. Essa função foi ajustada a dados de 48 parcelas permanentes instaladas em um povoamento desbastado de um clone híbrido de eucalipto (Eucalyptus grandis x Eucalyptus urophylla), localizado na região Nordeste do Estado da Bahia, Brasil. A aderência foi avaliada pelo teste de Kolmogorov-Smirnorv (K-S). A redistribuição teórica dos diâmetros foi feita a partir de equações lineares e não lineares entre os parâmetros da função Weibull em uma idade futura e os parâmetros, em uma idade atual e associados a algumas características do povoamento em idades atual e futura. O sistema de equações gerado foi avaliado utilizando-se o coeficiente de determinação ajustado e o coeficiente de correlação entre frequências observadas e frequências estimadas e a análise gráfica dos resíduos. O sistema proposto resultou em estimativas precisas e consistentes de crescimento por classe de diâmetro.

The objective of the study was to propose a diametric distribution model for eucalyptus stands subjected to thinning, including the location parameter of the Weibull function. The Weibull function was adjusted to data of 48 permanent plots installed in a thinned stand of a hybrid clone of eucalyptus (Eucalyptus grandis x Eucalyptus urophylla), located in the northeast area of the state of Bahia, Brazil. Adherence was evaluated by the Kolmogorov-Smirnorv test. The theoretic redistribution of diameters by class was made through equations that include both linear and non-linear relations between the Weibull function parameters in a future age and the parameters in the present age and with some characteristics of the stand in the present and future age. The equations were analyzed through the adjusted determination coefficient, correlation coefficient and graph analyses of the residues. This system generated accurate and consistent growth estimates per diameter class.

Objetivou-se, neste trabalho, avaliar o ajuste do modelo volumétrico de Schumacher e Hall por diferentes algoritmos, bem como a aplicação de redes neurais artificiais para estimação do volume de madeira de eucalipto em função do diâmetro a 1,30 m do solo (DAP), da altura total (Ht) e do clone. Foram utilizadas 21 cubagens de povoamentos de clones de eucalipto com DAP variando de 4,5 a 28,3 cm e altura total de 6,6 a 33,8 m, num total de 862 árvores. O modelo volumétrico de Schumacher e Hall foi ajustado nas formas linear e não linear, com os seguintes algoritmos: Gauss-Newton, Quasi-Newton, Levenberg-Marquardt, Simplex, Hooke-Jeeves Pattern, Rosenbrock Pattern, Simplex, Hooke-Jeeves e Rosenbrock, utilizado simultaneamente com o método Quasi-Newton e com o princípio da Máxima Verossimilhança. Diferentes arquiteturas e modelos (Multilayer Perceptron MLP e Radial Basis Function RBF) de redes neurais artificiais foram testados, sendo selecionadas as redes que melhor representaram os dados. As estimativas dos volumes foram avaliadas por gráficos de volume estimado em função do volume observado e pelo teste estatístico L&O. Assim, conclui-se que o ajuste do modelo de Schumacher e Hall pode ser usado na sua forma linear, com boa representatividade e sem apresentar tendenciosidade; os algoritmos Gauss-Newton, Quasi-Newton e Levenberg-Marquardt mostraram-se eficientes para o ajuste do modelo volumétrico de Schumacher e Hall, e as redes neurais artificiais apresentaram boa adequação ao problema, sendo elas altamente recomendadas para realizar prognose da produção de florestas plantadas.

This research aimed at evaluating the adjustment of Schumacher and Hall volumetric model by different algorithms and the application of artificial neural networks to estimate the volume of wood of eucalyptus according to the diameter at breast height (DBH), total height (Ht) of the clone. For such, 21 scalings of stands of eucalyptus clones were used with DBH ranging from 4,5 to 28,3 cm and total height ranging from 6,6 to 33,8 m. The Schumacher and Hall volumetric model was adjusted linearly and nonlinearly with the following algorithms: Gauss-Newton, Quasi-Newton, Levenberg-Marquardt, Simplex, Hooke-Jeeves Pattern, Rosenbrock Pattern; Simplex, Hooke-Jeeves, and Rosenbrock, used simultaneously with the Quasi-Newton method and the principle of Maximum Likelihood. Different architectures and models (Multilayer Perceptron - MLP and Radial Basis Function - RBF) of artificial neural networks were tested and the networks that best represented the data were selected. Estimates of the volumes were evaluated by graphics of estimated volume according to the observed volume and by the L&O statistical test . It was concluded that the adjustment of the Schumacher and Hall model can be used in its linear form, with good representation and without presenting bias of the data; the Gauss-Newton, Quasi-Newton and Levenberg-Marquardt algorithms were effective in the adjustment of Schumacher and Hall volumetric model. The artificial neural networks showed good adequacy to the problem and are highly recommended to perform production prognoses of planted forests.