Monitoramento da restauração de paisagens florestais usando veículo aéreo não tripulado com sensoriamento remoto Lidar e hiperespectral

• Processo: 18/21338-3
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
• Data de Início da vigência: 01 de fevereiro de 2019
• Data de Término da vigência: 31 de janeiro de 2023
• Área de conhecimento: Ciências Agrárias - Recursos Florestais e Engenharia Florestal
• Pesquisador responsável: Pedro Henrique Santin Brancalion
• Beneficiário: Danilo Roberti Alves de Almeida
• Instituição Sede: Escola Superior de Agricultura Luiz de Queiroz (ESALQ). Universidade de São Paulo (USP). Piracicaba , SP, Brasil
• Vinculado ao auxílio: 13/50718-5 - Restauração ecológica de florestas ciliares, de florestas nativas de produção econômica e de fragmentos florestais degradados (em APP e RL), com base na ecologia de restauração de ecossistemas de referência, visando testar cientificamente os preceitos do Novo Código Florestal Brasileiro, AP.BTA.TEM
• Bolsa(s) vinculada(s): 19/14697-0 - Monitoramento da demografia e diversidade de florestas em processo de restauração usando um sistema drone-lidar-hiperespectral, BE.EP.PD
• Assunto(s): Sensoriamento remoto Microclima Hidrologia de floresta Diversidade
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Biomassa Acima do Solo | Diversidade | drone | Flr | Hidrologia florestal | microclima | Sensoriamento Remoto

Resumo

Vários países apresentaram compromissos internacionais ambiciosos para restaurar até 2030mais de 350 milhões de hectares de paisagens degradadas e desmatadas em paisagens multifuncionais. Planejar e monitorar programas de restauração florestal requer informações abrangentes em larga escala, usando metodologias econômicas para distinguir as tipologias florestais e avaliar a recuperação da estrutura e das funções florestais. Esta proposta irá avançar nossa compreensão da restauração de florestas tropicais e suas funções usando várias variáveis cruciais derivadas de um veículo aéreo não tripulado (VANT) usando 3-D Lidar(Light Detection and Ranging) e HSI (hyperperspectral imaging). As informações oferecidas por esses sensores remotos em plataformas de baixo custo irão revolucionar a medição e o entendimento do sucesso da restauração de florestas tropicais, trazendo informações detalhadas para diversas áreas do conhecimento como restauração, manejo e conservação, melhorarando significativamente a tomada de decisões na área florestal. Mais especificamente, investigaremos o potencial da fusão Lidar-HIS baseada em VANT para (i)distinguir tipos de florestas, diversidade de árvores, biomassa acima do solo, (ii) classificação e mapeamento de espécies de árvores (iii) microclima, luz e interceptação de água e (iv)demografia das árvores. Essas contribuições podem ser fundamentais para avançar no monitoramento de programas de restauração implementados nos contextos da Lei de Proteção da Vegetação Nativa (que substituiu o Código Florestal), os compromissos brasileiros com o Acordo Climático de Paris e o Bonn Challenge e coalizões nacionais como o Pacto de Restauração da Mata Atlântica.

Publicações científicas

(33)

(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)

AMAZONAS, NINO TAVARES; FORRESTER, DAVID I.; SILVA, CARINA CAMARGO; DE ALMEIDA, DANILO ROBERTI ALVES; OLIVEIRA, RAFAEL SILVA; RODRIGUES, RICARDO RIBEIRO; BRANCALION, PEDRO H. S.. Light- and nutrient-related relationships in mixed plantations of Eucalyptus and a high diversity of native tree species. NEW FORESTS, JAN 2021. (14/02070-9, 13/50718-5, 15/23957-4, 16/07498-2, 18/21338-3)

LEITE, RODRIGO VIEIRA; SILVA, CARLOS ALBERTO; MOHAN, MIDHUN; CARDIL, ADRIAN; ALVES DE ALMEIDA, DANILO ROBERTI; CHAVES E CARVALHO, SAMUEL DE PADUA; JAAFAR, WAN SHAFRINA WAN MOHD; GUERRA-HERNANDEZ, JUAN; WEISKITTEL, AARON; HUDAK, ANDREW T.; et al. Individual Tree Attribute Estimation and Uniformity Assessment in Fast-Growing Eucalyptus spp. Forest Plantations Using Lidar and Linear Mixed-Effects Models. REMOTE SENSING, v. 12, n. 21, NOV 2020. (18/21338-3, 19/14697-0)

GORGENS, ERIC B.; NUNES, MATHEUS H.; JACKSON, TOBIAS; COOMES, DAVID; KELLER, MICHAEL; REIS, CRISTIANO R.; VALBUENA, RUBEN; ROSETTE, JACQUELINE; DE ALMEIDA, DANILO R. A.; GIMENEZ, BRUNO; et al. Resource availability and disturbance shape maximum tree height across the Amazon. GLOBAL CHANGE BIOLOGY, v. 27, n. 1, NOV 2020. (19/14697-0, 18/21338-3)

VALBUENA, RUBEN; HERNANDO, ANA; MANZANERA, JOSE ANTONIO; GORGENS, ERIC B.; ALMEIDA, DANILO R. A.; SILVA, CARLOS A.; GARCIA-ABRIL, ANTONIO. Evaluating observed versus predicted forest biomass: R-squared, index of agreement or maximal information coefficient?. EUROPEAN JOURNAL OF REMOTE SENSING, v. 52, n. 1, p. 345-358, 2019. (18/21338-3)

ALMEIDA, D. R. A.; BROADBENT, E. N.; ZAMBRANO, A. M. A.; WILKINSON, B. E.; FERREIRA, M. E.; CHAZDON, R.; MELI, P.; GORGENS, E. B.; SILVA, C. A.; STARK, S. C.; et al. Monitoring the structure of forest restoration plantations with a drone-lidar system. International Journal of Applied Earth Observation and Geoinformation, v. 79, p. 192-198, JUL 2019. (18/21338-3, 16/05219-9)

DE ALMEIDA, DANILO R. A.; STARK, SCOTT C.; VALBUENA, RUBEN; BROADBENT, EBEN N.; SILVA, THIAGO S. F.; DE RESENDE, ANGELICA F.; FERREIRA, MATHEUS P.; CARDIL, ADRIAN; SILVA, CARLOS A.; AMAZONAS, NINO; et al. A new era in forest restoration monitoring. RESTORATION ECOLOGY, v. 28, n. 1, NOV 2019. (18/21338-3, 18/18416-2, 19/14697-0)

PAPA, DANIEL DE ALMEIDA; ALVES DE ALMEIDA, DANILO ROBERTI; SILVA, CARLOS ALBERTO; FIGUEIREDO, EVANDRO ORFANO; STARK, SCOTT C.; VALBUENA, RUBEN; ESTRAVIZ RODRIGUEZ, LUIZ CARLOS; NEVES D'OLIVEIRA, MARCUS VINICIO. Evaluating tropical forest classification and field sampling stratification from lidar to reduce effort and enable landscape monitoring. FOREST ECOLOGY AND MANAGEMENT, v. 457, FEB 1 2020. (18/21338-3, 19/14697-0)

DE ALMEIDA, DANILO ROBERTI ALVES; BROADBENT, EBEN NORTH; FERREIRA, MATHEUS PINHEIRO; MELI, PAULA; ZAMBRANO, ANGELICA MARIA ALMEYDA; GORGENS, ERIC BASTOS; RESENDE, ANGELICA FARIA; DE ALMEIDA, CATHERINE TORRES; DO AMARAL, CIBELE HUMMEL; CORTE, ANA PAULA DALLA; et al. Monitoring restored tropical forest diversity and structure through UAV-borne hyperspectral and lidar fusion. REMOTE SENSING OF ENVIRONMENT, v. 264, OCT 2021. (19/24049-5, 19/08533-4, 18/21338-3, 18/18416-2, 19/14697-0)

STARK, SCOTT C.; BRESHEARS, DAVID D.; ARAGON, SUSAN; VILLEGAS, JUAN CAMILO; LAW, DARIN J.; SMITH, MARIELLE N.; MINOR, DAVID M.; DE ASSIS, RAFAEL LEANDRO; DE ALMEIDA, DANILO ROBERTI ALVES; DE OLIVEIRA, GABRIEL; et al. Reframing tropical savannization: linking changes in canopy structure to energy balance alterations that impact climate. ECOSPHERE, v. 11, n. 9, p. 25-pg., 2020-09-01. (18/15001-6, 18/21338-3)

DALLA CORTE, ANA PAULA; DE VASCONCELLOS, BRUNA NASCIMENTO; REX, FRANCIEL EDUARDO; SANQUETTA, CARLOS ROBERTO; MOHAN, MIDHUN; SILVA, CARLOS ALBERTO; KLAUBERG, CARINE; ALVES DE ALMEIDA, DANILO ROBERTI; ALMEYDA ZAMBRANO, ANGELICA MARIA; TRAUTENMULLER, JONATHAN WILLIAM; et al. Applying High-Resolution UAV-LiDAR and Quantitative Structure Modelling for Estimating Tree Attributes in a Crop-Livestock-Forest System. LAND, v. 11, n. 4, p. 15-pg., 2022-04-01. (18/21338-3, 19/14697-0)

ROMANELLI, JO AO PAULO; SILVA, LUIZ G. M.; GONCALVES, MARIA CAROLINA P.; NAVES, RAFAELA P.; DE ALMEIDA, DANILO ROBERTI ALVES; DE RESENDE, ANGELICA FARIA; RODRIGUES, RICARDO RIBEIRO. Repeatability of the searching process in reviews of restoration outcomes. RESTORATION ECOLOGY, v. 29, n. 8, AUG 2021. (19/23908-4, 19/24049-5, 18/18416-2, 18/21338-3, 13/50718-5, 19/08533-4)

BADARI, CAROLINA GIUDICE; BERNARDINI, LUIS EDUARDO; DE ALMEIDA, DANILO R. A.; BRANCALION, PEDRO H. S.; CESAR, RICARDO G.; GUTIERREZ, VICTORIA; CHAZDON, ROBIN L.; GOMES, HAROLDO B.; VIANI, RICARDO A. G.. Ecological outcomes of agroforests and restoration 15 years after planting. RESTORATION ECOLOGY, v. 28, n. 5, JUL 2020. (18/21338-3, 19/14697-0)

LEITE, RODRIGO VIEIRA; SILVA, CARLOS ALBERTO; BROADBENT, EBEN NORTH; DO AMARAL, CIBELE HUMMEL; LIESENBERG, VERALDO; ALVES DE ALMEIDA, DANILO ROBERTI; MOHAN, MIDHUN; GODINHO, SERGIO; CARDIL, ADRIAN; HAMAMURA, CAIO; et al. Large scale multi-layer fuel load characterization in tropical savanna using GEDI spaceborne lidar data. REMOTE SENSING OF ENVIRONMENT, v. 268, JAN 2022. (18/21338-3)

TEIXEIRA DA COSTA, MAIRA BEATRIZ; SILVA, CARLOS ALBERTO; BROADBENT, EBEN NORTH; LEITE, RODRIGO VIEIRA; MOHAN, MIDHUN; LIESENBERG, VERALDO; STODDART, JAZ; DO AMARAL, CIBELE HUMMEL; ALVES DE ALMEIDA, DANILO ROBERTI; DA SILVA, ANNE LAURA; et al. Beyond trees: Mapping total aboveground biomass density in the Brazilian savanna using high-density UAV-lidar data. FOREST ECOLOGY AND MANAGEMENT, v. 491, JUL 1 2021. (18/21338-3)

GORGENS, ERIC BASTOS; KELLER, MICHAEL; JACKSON, TOBY; MARRA, DANIEL MAGNABOSCO; REIS, CRISTIANO RODRIGUES; DE ALMEIDA, DANILO ROBERTI ALVES; COOMES, DAVID; OMETTO, JEAN PIERRE. Out of steady state: Tracking canopy gap dynamics across Brazilian Amazon. Biotropica, v. 55, n. 4, p. 12-pg., 2023-05-02. (18/21338-3, 19/14697-0)

ALVES DE ALMEIDA, DANILO ROBERTI; ALMEYDA ZAMBRANO, ANGELICA MARIA; BROADBENT, EBEN NORTH; WENDT, AMANDA L.; FOSTER, PAUL; WILKINSON, BENJAMIN E.; SALK, CARL; PAPA, DANIEL DE ALMEIDA; STARK, SCOTT CHRISTOPHER; VALBUENA, RUBEN; et al. Detecting successional changes in tropical forest structure using GatorEye drone-borne lidar. Biotropica, v. 52, n. 6, JUL 2020. (19/14697-0, 18/21338-3)

SMITH, MARIELLE N.; STARK, SCOTT C.; TAYLOR, TYEEN C.; SCHIETTI, JULIANA; DE ALMEIDA, DANILO ROBERTI ALVES; ARAGON, SUSAN; TORRALVO, KELLY; LIMA, ALBERTINA P.; DE OLIVEIRA, GABRIEL; DE ASSIS, RAFAEL LEANDRO; et al. Diverse anthropogenic disturbances shift Amazon forests along a structural spectrum. FRONTIERS IN ECOLOGY AND THE ENVIRONMENT, v. 21, n. 1, p. 9-pg., 2023-02-01. (16/21043-8, 18/21338-3, 19/24049-5)

SCHEERES, JANNEKE; DE JONG, JOHAN; BREDE, BENJAMIN; BRANCALION, PEDRO H. S.; BROADBENT, EBEN NOTH; ZAMBRANO, ANGELICA MARIA ALMEYDA; GORGENS, ERIC BASTOS; SILVA, CARLOS ALBERTO; VALBUENA, RUBEN; MOLIN, PAULO; et al. Distinguishing forest types in restored tropical landscapes with UAV-borne LIDAR. REMOTE SENSING OF ENVIRONMENT, v. 290, p. 14-pg., 2023-03-15. (20/06734-0, 18/21338-3, 19/24049-5, 18/18416-2, 20/15792-3)

PRATA, GABRIEL ATTICCIATI; BROADBENT, EBEN NORTH; ALVES DE ALMEIDA, DANILO ROBERTI; ST PETER, JOSEPH; DRAKE, JASON; MEDLEY, PAUL; DALLA CORTE, ANA PAULA; VOGEL, JASON; SHARMA, AJAY; SILVA, CARLOS ALBERTO; et al. Single-Pass UAV-Borne GatorEye LiDAR Sampling as a Rapid Assessment Method for Surveying Forest Structure. REMOTE SENSING, v. 12, n. 24, DEC 2020. (18/21338-3, 19/14697-0)

DALLA CORTE, ANA PAULA; REX, FRANCIEL EDUARDO; ALVES DE ALMEIDA, DANILO ROBERTI; SANQUETTA, CARLOS ROBERTO; SILVA, CARLOS A.; MOURA, MARKS M.; WILKINSON, BEN; ALMEYDA ZAMBRANO, ANGELICA MARIA; DA CUNHA NETO, ERNANDES M.; VERAS, HUDSON F. P.; et al. Measuring Individual Tree Diameter and Height Using GatorEye High-Density UAV-Lidar in an Integrated Crop-Livestock-Forest System. REMOTE SENSING, v. 12, n. 5, MAR 2020. (18/21338-3, 19/14697-0)

AMAZONAS, NINO TAVARES; FORRESTER, DAVID I.; SILVA, CARINA CAMARGO; DE ALMEIDA, DANILO ROBERTI ALVES; OLIVEIRA, RAFAEL SILVA; RODRIGUES, RICARDO RIBEIRO; BRANCALION, PEDRO H. S.. Light- and nutrient-related relationships in mixed plantations of Eucalyptus and a high diversity of native tree species. NEW FORESTS, v. 52, n. 5, p. 807-828, SEP 2021. (14/02070-9, 16/07498-2, 15/23957-4, 18/21338-3, 13/50718-5)

SILVA, CARLOS A.; VALBUENA, RUBEN; PINAGE, EKENA R.; MOHAN, MIDHUN; DE ALMEIDA, DANILO R. A.; NORTH, EBEN; JAAFAR, WAN SHAFRINA WAN MOHD; PAPA, DANIEL DE A. MEIDA; CARDIL, ADRIAN; KLAUBERG, CARINE. ForestGapR: An r Package for forest gap analysis from canopy height models. METHODS IN ECOLOGY AND EVOLUTION, v. 10, n. 8, p. 1347-1356, AUG 2019. (18/21338-3, 16/05219-9)

NEVES D'OLIVEIRA, MARCUS VINICIO; FIGUEIREDO, EVANDRO ORFANO; ALVES DE ALMEIDA, DANILO ROBERTI; OLIVEIRA, LUIS CLAUDIO; SILVA, CARLOS ALBERTO; NELSON, BRUCE WALKER; DA CUNHA, RENATO MESQUITA; PAPA, DANIEL DE ALMEIDA; STARK, SCOTT C.; VALBUENA, RUBEN. Impacts of selective logging on Amazon forest canopy structure and biomass with a LiDAR and photogrammetric survey sequence. FOREST ECOLOGY AND MANAGEMENT, v. 500, NOV 15 2021. (18/21338-3)

REX, FRANCIEL EDUARDO; SILVA, CARLOS ALBERTO; DALLA CORTE, ANA PAULA; KLAUBERG, CARINE; MOHAN, MIDHUN; CARDIL, ADRIAN; DA SILVA, VANESSA SOUSA; ALVES DE ALMEIDA, DANILO ROBERTI; GARCIA, MARIANO; BROADBENT, EBEN NORTH; et al. Comparison of Statistical Modelling Approaches for Estimating Tropical Forest Aboveground Biomass Stock and Reporting Their Changes in Low-Intensity Logging Areas Using Multi-Temporal LiDAR Data. REMOTE SENSING, v. 12, n. 9, MAY 2020. (19/14697-0, 18/21338-3)

HANEDA, LEO EITI; BRANCALION, PEDRO H. S.; MOLIN, PAULO G.; FERREIRA, MATHEUS PINHEIRO; SILVA, CARLOS ALBERTO; DE ALMEIDA, CATHERINE TORRES; RESENDE, ANGELICA FARIA; SANTORO, GIULIO BROSSI; ROSA, MARCOS; GUILLEMOT, JOANNES; et al. Forest landscape restoration: Spectral behavior and diversity of tropical tree cover classes. REMOTE SENSING APPLICATIONS-SOCIETY AND ENVIRONMENT, v. 29, p. 15-pg., 2023-01-01. (21/11940-0, 20/15792-3, 18/18416-2, 18/21338-3, 20/06734-0, 19/24049-5)

ALMEIDA, DANILO R. A.; STARK, SCOTT C.; SCHIETTI, JULIANA; CAMARGO, JOSE L. C.; AMAZONAS, NINO T.; GORGENS, ERIC B.; ROSA, DIOGO M.; SMITH, MARIELLE N.; VALBUENA, RUBEN; SALESKA, SCOTT; et al. Persistent effects of fragmentation on tropical rainforest canopy structure after 20 yr of isolation. Ecological Applications, v. 29, n. 6, JULY 2019. (18/21338-3, 16/05219-9)

FERREIRA, MATHEUS PINHEIRO; ALVES DE ALMEIDA, DANILO ROBERTI; PAPA, DANIEL DE ALMEIDA; SILVA MINERVINO, JULIANO BALDEZ; PESSOA VERAS, HUDSON FRANKLIN; FORMIGHIERI, ARTHUR; NASCIMENTO SANTOS, CAIO ALEXANDRE; DANTAS FERREIRA, MARCIO AURELIO; FIGUEIREDO, EVANDRO ORFANO; LINHARES FERREIRA, EVANDRO JOSE. Individual tree detection and species classification of Amazonian palms using UAV images and deep learning. FOREST ECOLOGY AND MANAGEMENT, v. 475, NOV 1 2020. (18/21338-3, 19/14697-0)

ROMANELLI, JOAO PAULO; MELI, PAULA; BISPO SANTOS, JOAO PAULO; JACOB, IGOR NOGUEIRA; SOUZA, LUKAS RODRIGUES; RODRIGUES, ANDRE VIEIRA; TREVISAN, DIEGO PERUCHI; HUANG, CHUNBO; ALMEIDA, DANILO R. A.; SILVA, LUIZ G. M.; et al. Biodiversity responses to restoration across the Brazilian Atlantic Forest. Science of The Total Environment, v. 821, p. 10-pg., 2022-05-15. (21/07958-1, 18/18416-2, 20/08081-3, 19/08533-4, 18/21338-3, 13/50718-5)

D'OLIVEIRA, MARCUS V. N.; BROADBENT, EBEN N.; OLIVEIRA, LUIS C.; ALMEIDA, DANILO R. A.; PAPA, DANIEL A.; FERREIRA, MANUEL E.; ZAMBRANO, ANGELICA M. ALMEYDA; SILVA, CARLOS A.; AVINO, FELIPE S.; PRATA, GABRIEL A.; et al. Aboveground Biomass Estimation in Amazonian Tropical Forests: a Comparison of Aircraft- and GatorEye UAV-borne LiDAR Data in the Chico Mendes Extractive Reserve in Acre, Brazil. REMOTE SENSING, v. 12, n. 11, JUN 2020. (19/14697-0, 18/21338-3)

VALBUENA, R.; O'CONNOR, B.; ZELLWEGER, F.; SIMONSON, W.; VIHERVAARA, P.; MALTAMO, M.; SILVA, C. A.; ALMEIDA, D. R. A.; DANKS, F.; MORSDORF, F.; et al. Standardizing Ecosystem Morphological Traits from 3D Information Sources. TRENDS IN ECOLOGY & EVOLUTION, v. 35, n. 8, p. 656-667, AUG 2020. (18/21338-3, 19/14697-0)

DALLA CORTE, ANA PAULA; SOUZA, DEIVISON VENICIO; REX, FRANCIEL EDUARDO; SANQUETTA, CARLOS ROBERTO; MOHAN, MIDHUN; SILVA, CARLOS ALBERTO; ZAMBRANO, ANGELICA MARIA ALMEYDA; PRATA, GABRIEL; DE ALMEIDA, DANILO ROBERTI ALVES; TRAUTENMUELLER, JONATHAN WILLIAM; et al. Forest inventory with high-density UAV-Lidar: Machine learning approaches for predicting individual tree attributes. COMPUTERS AND ELECTRONICS IN AGRICULTURE, v. 179, DEC 2020. (18/21338-3, 19/14697-0)

DALLA CORTE, ANA PAULA; DA CUNHA NETO, ERNANDES M.; REX, FRANCIEL EDUARDO; SOUZA, DEIVISON; BEHLING, ALEXANDRE; MOHAN, MIDHUN; SANQUETTA, MATEUS NIROH INOUE; SILVA, CARLOS ALBERTO; KLAUBERG, CARINE; SANQUETTA, CARLOS ROBERTO; et al. igh-Density UAV-LiDAR in an Integrated Crop-Livestock-Forest System: Sampling Forest Inventory or Forest Inventory Based on Individual Tree Detection (ITD. RONE, v. 6, n. 2, FEB 2022. (18/21338-3)

ROSENFIELD, MILENA F. F.; JAKOVAC, CATARINA C. C.; VIEIRA, DANIEL L. M.; POORTER, LOURENS; BRANCALION, PEDRO H. S.; VIEIRA, IMA C. G.; DE ALMEIDA, DANILO R. A.; MASSOCA, PAULO; SCHIETTI, JULIANA; ALBERNAZ, ANA LUISA M.; et al. Ecological integrity of tropical secondary forests: concepts and indicators. BIOLOGICAL REVIEWS, v. N/A, p. 15-pg., 2022-12-01. (18/18416-2, 18/21338-3)