Simulação e Geração de Alternativas de Gestão para o Perímetro
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1. A idade base dependente da esp cie e definida pelo utilizador 2 3 4 rea basal O crescimento em rea basal calculado usando um ndice de classe de qualidade para a rea basal que calculado para a mesma idade base da altura dominante Qualquer simula o posterior usa semelhan a da altura dominante projec es a partir desse ind ce e idade Ao contr rio da altura dominante a simula o em rea basal n o um processo imediato tendo de ser calculado em v rias etapas tantas quantas os desbastes que ocorrem 2 3 5 Valor de uso do solo z Para comparar alternativas de gest o importante que o uso do solo seja convenientemente calculado para cada unidade de gest o A metodologia usada assume que as propor es de esp cies no povoamento se mant m perpetuidade S o ent o testadas as diferentes possibilidades de revolu o para cada esp cie componente do povoamento e escolhida aquela que maximiza o rendimento l quido O valores calculados s o ent o projectados perpetuidade pela f rmula de Faustmann Para aplicar os valores calculados a cada alternativa de gest o o procedimento utilizado o seguinte 1 aplica se o modelo de silvicultura em quest o a cada esp cie do povoamento at ao fim do per odo de planeamento 2 Se a idade de explorabilidade econ mica ptima for superior idade da esp cie no ltimo ano do per odo de planeamento simula se um corte no primeiro ano a2. Classe de qualidade Simula o e Gera o de Alternativas de Gest o para o Per metro Florestal do Cant o das Hortas Serra da Lous 2 Invent rio e inicializa o e 6 2 3 Inicializa o de informa o em falta Algumas das vari veis de invent rio poder o n o existir ou ter sido medidas Para estes casos propuseram se os seguintes procedimentos de inicializa o 2 3 1 Inicializa o das reas de ocupa o A rea de ocupa o de cada esp cie em povoamentos mistos e irregulares complexa e revest se de numerosas subtilezas Tradicionalmente recomenda se atribuir tanta rea quanta a propor o de rea basal correspondente Este m todo poder funcionar apenas para povoamentos regulares em que a idade seja conhecida Em povoamentos irregulares em que por exemplo uma esp cie seja bastante mais velha do que a outra esta metodologia pode em primeiro lugar dar estimativas claramente deficientes em segundo lugar caso a idade de ambas as esp cies n o seja conhecida ser necess ria uma inicializa o que caso a atribui o de rea n o seja adequada ficar claramente enviesada A mesma metodologia usando o n mero de rvores pode ter os mesmos efeitos por m em sentido diverso Para colmatar estas falhas usou se um m todo que usa o n mero potencial de rvores na esta o que se descreve a seguir 1 Para cada esp cie calculado um ndice de ocupa o total IOT baseado no factor de Wilson
3. da rea basal aa quando a idade conhecida Mh si float Par metros da fun o de crescimento da ah si altura dominante quando a idade desconhecida Mh float Par metros da fun o de crescimento da ah altura dominante quando a idade conhecida BO v float Par metro da fun o de avalia o do volume em p de um povoamento BO float Par metros da fun o de estima o da idade B11 B2 1 A tabela 4 apresenta os diferentes c digos atribuidos s especies florestais presentes na rea de estudo Simula o e Gera o de Alternativas de Gest o para o Per metro Florestal do Cant o das Hortas Serra da Lous 2 Invent rio e inicializa o e 9 Tabela 4 C digo das esp cies C digo Esp cies 1 Pinheiro Bravo e Pinheiro Negro 2 Pinheiro Manso 3 Pseudotsuga 4 Castanheiro e Faia 5 Carvalhos 6 B tula 7 Eucalipto Simula o e Gera o de Alternativas de Gest o para o Per metro Florestal do Cant o das Hortas Serra da Lous 2 Invent rio e inicializa o e 10 3 Simula o de alternativas de gest o A simula o de alternativas de gest o para povoamentos mistos revestiu se de um procedimento mais complicado do que para povoamentos puros Optou se para manter o maior leque de possibilidades considerar op es de gest o separadas para cada esp cie constituinte Admite se ainda que cada esp cie pode ser tratada em separado Quatro aspectos contudo devem ser real ados Em p
4. fW seleccionado para cada esp cie e na altura dominante Hdom da esp cie no povoamento 10000 IOT Hdom fW Este valor indica o n mero de rvores por hectare que idealmente deveriam estar presentes 2 Seguidamente verifica se qual de facto a percentagem de ocupa o da esta o pela esp cie considerada perc_ocup narvs IOT se este valor for superior a 1 0 passa a igual a 1 0 3 Seguidamente calcula se a rea que corresponde ocupa o real da esp cie multiplicando a rea do povoamento pela percentagem de ocupa o calculada no ponto anterior 4 Efectua se este procedimento para todas as esp cies inventeriadas no povoamento somando as respectivas percentagens de ocupa o Simula o e Gera o de Alternativas de Gest o para o Per metro Florestal do Cant o das Hortas Serra da Lous 2 Invent rio e inicializa o e 7 5 Uma vez que o somat rio das percentagens de ocupa o pode ser superior a 1 0 ponderam se os valores correspondentes rea ocupada e percentagem de ocupa o de cada esp cie pelo somat rio calculado no ponto 4 2 3 2 Inicializa o da idade A inicializa o da idade usa as equa es descritas em Falc o e Marques 2002 que necessitam da altura dominante e rea basal m dia 2 3 3 Inicializa o da classe de qualidade A classe de qualidade determinada para cada esp cie projectando o crescimento em altura dominante para a idade base considerada
5. o output final a servir de entrada para o visualisador Simula o e Gera o de Alternativas de Gest o para o Per metro Florestal do Cant o das Hortas Serra da Lous 4 Integra o no sistema de apoio decis o e 16 BIBLIOGRAFIA Falc o A 2001 Implementa o de m todos heur sticos para modela o da gest o em ecossistemas florestais Integra o num Sistema de Apoio Decis o Disserta o de doutoramento Instituto Superior de Agronomia Lisboa Falc o A e J G Borges 1999 SAGfLOR 2 0 Simulador de Alternativas de Gest o Manual de Utiliza o Grupo de Economia e Planeamento em Recursos Florestais Documento n 5 DEF Lisboa 43 p Falc o A A Marques A 2002 Metodologia expedita para simula o do crescimento e produ o de algumas esp cies florestais portuguesas GEGREN Documento Interno 01 02 Departamento de Engenharia Florestal Instituto Superior de Agronomia Lisboa 18 pp Simula o e Gera o de Alternativas de Gest o para o Per metro Florestal do Cant o das Hortas Serra da Lous BIBLIOGRAFIA e 17 Anexos A C digo VB para convers o de um ficheiro CSV com a informa o de invent rio para input no simulador Private Sub Commandl Click Dim lin As String nspec stand As Long s As Long nspecs As Long Dim area 100 As Single dmed 100 As Single dmax 100 As Single Dim hmax 100 As Single hmed 100 As Single narvs 100 As Single ab 100 As Single Dim id 100 As L
6. seguir e passa se para o ponto 4 Caso contr rio passa se para o ponto 3 Simula o e Gera o de Alternativas de Gest o para o Per metro Florestal do Cant o das Hortas Serra da Lous 2 Invent rio e inicializa o e 8 3 Continua se a simula o considerando todos os rendimentos interm dios at se atingir a idade de explorabilidade ptima altura em que se simula um corte raso 4 Soma se ao rendimento total o valor do solo calculado perpetuidade actualizado a partir do per odo do ltimo corte 2 4 Especifica es dos modelos de silvicultura O ficheiro tipo com os modelos de silvicultura e par metros dos modelos de produ o um ficheiro bin rio que apresenta a estrutura representada na tabela 3 Tabela 3 Estrutura do ficheiro de modelos de silvicultura Vari vel Tipo Descri o spec id int ID da esp cie tabela 4 min price float Pre o m nimo da madeira max price float Pre o m ximo da madeira mint volume float Idade a que a produ o come a maxt volume float Idade a que a madeira atinge o seu valor m ximo min age float Idade m nima de corte final max age float Idade m xima de corte final si base age float Idade base para defini o de classe de qualidade thinning period float Per odo de desbaste fwilson float Factor de Wilson Ma si float Par metros da fun o de crescimento da rea aa si basal quando a idade desconhecida Ma float Par metros de crescimento
7. Instituto Superior de Agronomia Departamento de Engenharia Florestal GEGREN Grupo de Economia e Gest o de Recursos Naturais Documento Interno 02 02 Simula o e Gera o de Alternativas de Gest o para o Per metro Florestal do Cant o das Hortas Serra da Lousa Integra o no Sistema de Apoio Decis o Andr Falc o Outubro de 2002 1 Introdu o Este relat rio descreve os procedimentos usados na simula o de povoamentos irregulares e mistos presentes na rea do Per metro Florestal do Cant o das Hortas situado na Serra da Lous Esta rea constitu da por povoamentos de diferentes esp cies e com idades variadas Existe uma grande abund ncia de povoamentos mistos que s o na sua maior parte tamb m irregulares A quase inexist ncia de modelos de silvicultura para este tipo de ocupa es motivou a descri o um pouco mais exaustiva dos procedimentos utilizados para a simula o e defini o de alternativas de gest o O simulador enquadra se no sistema de apoio decis o descrito sum riamente na Figura 1 Este documento enquadra este m dulo do SAD tanto nos requisitos de informa o de entrada necess ria para o seu correcto funcionamento como os outputs resultantes do procedimento de simula o e respectiva integra o nos m dulos subsequentes e g modelos de decis o e visualizador 3D A estrutura proposta para organizar esta informa o a seguinte Em primeiro lugar descrevem
8. d 1 For s 1 To nspecs Put 2 p spec s Put 2 dmed s Put 2 dmax s Put 2 hmed s Put 2 hmax s Put 2 narvs s Put 2 ab s Put 2 vol s Put 2 idade s Put 2 si s Next Close 1 2 End Sub amp idade s si s vbTab amp area 1 amp vbTab amp nspecs Simula o e Gera o de Alternativas de Gest o para o Per metro Florestal do Cant o das Hortas Serra da Lous Anexos e 19
9. e pode ser gerida independentemente das outras que comp em cada povoamento Para evitar uma grande explos o combinatorial a defini o de alternativas de gest o foi feita seguindo a seguinte regra de combina o de modelos de silvicultura O modelo de silvicultura aplicado ap s um corte final id ntico ao que lhe deu origem Simula o e Gera o de Alternativas de Gest o para o Per metro Florestal do Cant o das Hortas Serra da Lous 3 Simula o de alternativas de gest o e 12 Como exemplo tomemos o caso de um povoamento misto constituido por Pinheiro e Castanheiro Podemos assumir que as revolu es poss veis para estas esp cies s o respectivamente 30 a 50 anos e 50 a 80 anos Admitindo apenas um n vel de regula o de desbastes as 651 alternativas de gest o poss veis para este povoamento s o 1 Cortar o Pinheiro com 30 anos e o Castanheiro com 50 2 Cortar o Pinheiro com 31 anos e o Castanheiro com 50 22 Cortar o Pinheiro com 30 anos e o Castanheiro com 51 651 Cortar o Pinheiro com 50 anos e o Castanheiro com 80 As diferentes opera es geradas por cada alternativa de gest o s o guardadas no ficheiro de sa da VOLS CSV 4 2 Apesar de ser poss vel guardar informa o para cada tipo de produto optou se por salvar a totalidade dos volumes como um s madeira de serra o A valoriza o de cada produto contudo diferenciada Esta op o foi tomada por duas raz es Em primeiro lugar os modelo
10. essador e Orto Imagem do Terreno RAW Dados 3D por per odo y d Visualizador 3D gt Figura 1 Enquadramento do Simulador no Sistema de apoio decis o Simula o e Gera o de Alternativas de Gest o para o Per metro Florestal do Cant o das Hortas Serra da Lous 1 Introdu o e 3 Para executar o programa basta digitar na linha de comandos c gt simulador modsilv invent O programa usa 2 par metros de entrada O primeiro modsilv especifica os modelos de silvicultura a utilizar para cada esp cie sec o 2 4 e o segundo invent o ficheiro de invent rio que ser processado Ambos os ficheiros s o bin rios e dever o ter as especifica es definidas ao longo do texto Como output o programa produz na directoria onde foi instalado os seguintes ficheiros O vis3d dat a ags csv O vols csv Estes ficheiros cont m toda a informa o necess ria para ser usada pelos m dulos subsequentes do SAD modelos de gest o e visualisador 3D Simula o e Gera o de Alternativas de Gest o para o Per metro Florestal do Cant o das Hortas Serra da Lous 1 Introdu o e 4 2 Invent rio e inicializa o Os modelos de produ o utilizados neste sistema s o os definidos num trabalho anterior Falc o e Marques 2002 Trata se de um modelo de produ o ao n vel do povoamento que procura modelar o cresci
11. mento da rea basal e altura dominante por meio de equa es s diferen as procurando estimar o volume com base nestas duas vari veis Este modelo inclui ainda equa es de inicializa o da idade para povoamentos em que esta vari vel n o tenha sido medida Existem assim 2 fun es de crescimento para cada vari vel biom trica altura dominante e rea basal uma para o caso de se utilizar a idade conhecida outra para uma idade estimada O modelo igual para todas as esp cies consideradas variando apenas os par metros das fun es respectivas Este procedimento al m de facilitar a implementa o do c digo permite ainda a par metriza o din mica dos modelos Os par metros para as diferentes esp cies s o assim fornecidos externamente ao programa ao mesmo tempo que os modelos de silvicultura 2 1 Requisitos de utiliza o Para a utiliza o do simulador necess ria a exist ncia de 3 tipos de informa o a Informa o geogr fica com os limites e reas correspondentes s unmidades de gest o a considerar b Informa o de invent rio proveniente do sistema de gest o de informa o e pr processada para f cil leitura pelo programa de simula o Simula o e Gera o de Alternativas de Gest o para o Per metro Florestal do Cant o das Hortas Serra da Lous 2 Invent rio e inicializa o e 5 c Ficheiros com os par metros de crescimento e modelos de silvicultura para cada uma das esp cie
12. o 3 1 2 Desbastes Devido aos procedimentos de inicializa o os desbastes s o regulados com base no factor de Wilson em que de acordo com a altura dominante de uma dada esp cie se estabelece um n mero de rvores desej vel no povoamento Assume se que os desbastes s o uniformes sendo removidas rvores em todas as classes de di metro O procedimento seguido para a simula o de um desbaste o seguinte a Calcular rea basal total ba 2 Subtrair total dos desbastes anteriores 3 Calcular altura dominante e com base no factor de Wilson para a esp cie calcular o numero de rvores desej vel 4 Se este n mero for maior do que o n mero de rvores actualmente no povoamento sair 5 Remover propor o de rea basal igual propor o das rvores removidas 3 1 2 Cortes finais O corte final processado de forma semelhante aos desbastes necess rio projectar o crescimento em rea basal total subtrair a rea basal removida em desbaste e calcular o volume total a partir da Pela equa o de produ o respectiva For falta de informa o assume se que a seguir ao corte final a rea cortada regenerada pela mesma esp cie e com o mesmo grau de ocupa o Varia apenas o n mero de rvores que se assume ser de 1667 por hectare planta o 3 2 Defini o de alternativas de gest o A abordagem seguida neste trabalho para a simula o de povoamentos mistos foi considerar que cada esp ci
13. ong spec 100 As Long si l00 As Single idade 100 As Single dim vol 100 As Single Dim areal As Single dmedi As Single dmaxl As Single Dim hmax1 As Single hmedi As Single narvsl As Single abl As Single Dim idl As Long specl As Long sil As Single idadel As Single voll As Single Open c Aspdataldatallousa2 csv For Input As 1 Open c spdataldatallousa2 bin For Binary As 2 Input 1 nspec stand Put 2 nspec stand Line Input 1 lin s 1 Input 1 id s spec s area s dmed s dmax s While Not EOF 1 Input 1 idl specl areal dmedl dmaxl hmaxl If id 1 idl Then s s 1 Else nspecs s clumsy header Put 2 id 1 Put 2 area l Put 2 nspecs Listl AddItem id 1 amp vbTab amp area 1 hmax s hmed s narvs s ab s idade s si s hmed1 narvsl abl idadel sil amp vbTab amp nspecs Simula o e Gera o de Alternativas de Gest o para o Per metro Florestal do Cant o das Hortas Serra da Lous Anexos e 18 For s 1 To nspecs Put 2 y Put 2 y Put 2 Put 2 Put 2 Put 2 y Put 2 y Put 2 Put 2 Put 2 Next s 1 End If id s id1 spec s specl area s areal dmed s dmed1 dmax s dmax1 hmax s hmaxl hmed s hmed1 narvs s narvsl ab s abl vol s voll idade s idadel si s sil Wend nspecs s clumsy header Put 2 id 1 Put 2 area l Put 2 nspecs Listl AddItem i
14. ongo do per odo de simula o Esta informa o representada sob a forma de duas tabelas designadas genericamente de AGS e VOLS Simula o e Gera o de Alternativas de Gest o para o Per metro Florestal do Cant o das Hortas Serra da Lous 4 Integra o no sistema de apoio decis o e 14 Tabela 5 Estrutura do ficheiro de sa da do simulador com informa o das opera es anuais poara cada alternativa de gest o VOLS CSV Vari vel Tipo Descri o id pov int ID interno da unidade de gest o id pov db int ID da unidade de gest o igual ao de INfLOR id ag int ID da Alternativa de gest o aplicada a essa UG periodo int Altura em que se realiza a opera o idade int Idade do povoamento na altura da opera o vo lume float Volume produzido operacao int C digo da opera o realizada produto int C digo do produto A outra tabela produzida tem informa o para cada alternativa de gest o de cada povoamento Serve para caracterizar cada alternativa de gest o associada a cada unidade de gest o Neste caso a chave resume se a IDUG DB e a ID AG Tabela 6 Estrutura do ficheiro com informa o gen rica para cada alternativa de gest o AGS CSV Vari vel Tipo Descri o id pov int ID interno da unidade de gest o id pov db int ID da unidade de gest o igual ao de INfLOR id ag int ID da Alternativa de gest o aplicada a essa UG rend float Valor actual l guido da AG idade 1f int Idade no Invent
15. rimeiro lugar considerou se o rendimento l quido ao n vel do produtor Assim n o foram imputados custos a nenhuma opera o florestal desbaste corte final ou regenera o Da mesma forma o valor da madeira calculado em p valor no povoamento Tentando afastar o produtor o mais poss vel dos custos na floresta assumiu se tamb m que ap s o corte temos uma regenera o natural com a esp cie que anteriormente existia Finalmente e porque se pretendia essencialmente com este trabalho de simula o uma avalia o paisag stica de diferentes op es de gest o florestal n o se fez discrimina o entre reas de protec o e de produ o Assim reas florestais situadas em linhas de gua ou em reas pertencentes Reserva Ecol gica Nacional foram igualmente incluidas no processo de simula o De acordo com estes pressupostos descrevem se nos pontos seguintes os crit rios que presidiram estrutura o dos modelos de silvicultura e alternativas de gest o Simula o e Gera o de Alternativas de Gest o para o Per metro Florestal do Cant o das Hortas Serra da Lous 3 Simula o de alternativas de gest o e 11 3 1 Modelos de silvicultura Os modelos de silvicultura considerados neste trabalho s o parametrizados externamente ao programa de simula o sendo introduzido atrav s de um ficheiro que n o s os caracteriza como atribui valores aos par metros dos modelos de crescimento e produ
16. rio Final Ambas as tabelas s o exportadas em formato CSV que juntamente com o ficheiro com as especifica es das restri es utilizado pelos modelos de decis o gen ricos delineados na arquitectura do SADfLOR Falc o e Borges 1999 4 5 Saida para o visualizador 3D A sa da para o visualisador 3D consiste de informa o que geralmente n o utilizada para a escolha de alternativas de gest o pelos modelos de decis o mas que contudo fundamental para ajudar o programa de visualiza o a desenhar as rvores Essa informa o exportada em formato bin rio para uma tabela com a seguinte estrutura Simula o e Gera o de Alternativas de Gest o para o Per metro Florestal do Cant o das Hortas Serra da Lous 4 Integra o no sistema de apoio decis o e 15 Tabela 7 Estrutura do ficheiro de sa da com informa o para o visualisador 3D vis3d dat Vari vel Tipo Descri o id pov int id do povoamento id pov i int id do povoamento interno presc int alternativa de gest o per int per odo spec_id int ID da esp cie hmax float altura m xima narvs float N mero de rvores po float Percentagem de ocupa o Temos desta forma 1 registo para cada esp cie de cada povoamento por per odo para cada alternativa de gest o Um programa de p s processamento retirar deste ficheiro apenas a informa o relativa alternativa de gest o seleccionada pelos modelos de decis o e definir
17. s consideradas Esta informa o fornecida ao programa atrav s dos dois dois ficheiros de entrada descritos na sec o 1 1 A informa o geogr fica e de invent rio entam num ficheiro nico com uma estrutura dupla sec o 2 2 enquanto que os par metros de crescimento e modelos de silvicultura s o fornecidos num ficheiro nico de estrutura simples sec o 2 4 2 2 Informa o de invent rio Z O invent rio constitu do por informa o de dois tipos A primeira referente a informa o caracter stica do povoamento e a seguinte informa o caracter stica de cada uma das esp cies que o constituem Assim para cada povoamento existe um cabe alho constitu do pelas vari veis descritas na Tabela 1 seguindo se tantos registos quantas as esp cies presentes nesse povoamento Tabela 2 Tabela 1 Vari veis presentes no cabe alho do ficheiro com informa o de invent rio Vari vel Tipo Descri o id_pov int id do povoamento na base de dados e SIG area float rea em hectares n_especies int n de esp cies inventariadas Tabela 2 Vari veis relativas ao invent rio de cada esp cie para cada povoamento Var vel Tipo Descri o spec id int Id da esp cie dmed float Di metro m dio dmax float Di metro m ximo hmed float Altura m dia das rvores hmax float Altura Dominante narvs float N mero de rvores por hectare ab float rea basal vol float Volume age float Idade si float
18. s de decis o correntemente utilizados s est o preparados para lidar com um produto Em segundo lugar devido reduzida representativdade de cada uma das esp cies na rea em estudo n o se justifica a exist ncia de restri es de fluxo de volumes separadas Simula o e Gera o de Alternativas de Gest o para o Per metro Florestal do Cant o das Hortas Serra da Lous 3 Simula o de alternativas de gest o e 13 4 Integra o no sistema de apoio a decis o 4 1 Liga o ao sistema de gest o de informa o No cap tulo 2 foi referida a liga o est tica entre o simulador e o sistema de informa o Como visivel pela estrutura e formato requeridos pelo programa sempre necess rio um pr processamento da informa o O procedimento desenvolvido usa um ficheiro com a informa o b sica do invent rio discriminada por esp cie em fomato CSV mas que poderia estar assim organizada em qualquer RDBMS Estes dados s o depois filtrados por um programa desenvolvido em Visual Basic Anexo A que produz directamente a informa o no formato requerido pelo simulador 4 2 Sa da para modelos de gest o O sistema produz dois ficheiros que alimentam modelos de gest o de car cter geral e que t m a estrura definida num trabalho anterior Falc o 2001 Essencialmente descrito o valor definido pela aplica o de cada alternativa de gest o a cada povoamento e as caracter sticas de cada interven o produtiva ao l
19. se os requisitos de dados para utiliza o do sistema e dos modelos de produ o considerados tanto para simula o como para inicializa o de informa o em falta Seguidamente descrevem se os procedimentos de defini o de modelos de silvicultura e gera o de alternativas de gest o A ltima parte refere se integra o deste simulador num sistema de apoio decis o com refer ncia especial informa o de entrada e de sa da 1 1 Uso do simulador O programa foi desenvolvido inteiramente em ANSI C podendo correr em qualquer plataforma A vers o execut vel correntemente dispon vel foi compilada com o compilador de C C da Microsoft vers o 12 00 8804 e corre em qualquer sistema Win32 Windows 9x Me 2000 e XP N o tem qualquer interface gr fico necessitando da linha de comandos para ser executado Esta simplicidade reflete se tamb m no procedimento de instala o que consiste apenas em copiar o programa execut vel simulador exe para a directoria desejada Simulador de Alternativas de Gest o Alternativas de Gest o AGS CSV Opera es VOLS CSV Informa o espacial Modelos de Decis o Informa o Visual e g Simulated annealing Vis3D SQT DualPlan Solu o SOL CSV Limites das Unidade de Gest o Raster E ON Mapa Digital do Terreno Raster Pr proc
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