Avaluación forestal I. LUZ

REPUBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELAUNIVERSIDAD DEL ZULIADIVISION DE POSTGRADO

TOPICOS DE VALUACION FORESTALDRA. GLORIA OLAYA

DIPLOMADO AVANZADO EN CATASTRO E INGENIERIA DE TASACION INMOBILIARIA Y DE OTROS BIENES

El bosque:

• Recurso vital para la supervivencia del ser humano.

• Su valor depende de la escasez o abundancia relativa.

• Recientes impactos dramáticos en los recursos forestales: aumento de la población, migración, industrialización.

• Deforestación versus toma de conciencia.

• Las nuevas tendencias pueden caracterizarse en términos económicos.

• La escasez del recurso y la búsqueda de oportunidades para el desarrollo económico, han conducido a los gobiernos y la empresa privada a la racionalización en la toma de decisiones.

• Desarrollo de nuevas herramientas para la evaluación de alternativas: métodos físicos, financieros y económicos.

• Desarrollo de nuevos conceptos de valor y de valoración que incluyen los costos y beneficios sociales y ambientales de la actividad económica.

•Inclusión de los beneficios de los bienes y servicios de los Productos Forestales No Maderables (no se siembran).

OBJETIVOS DEL CURSO

Revisar e ilustrar los conceptos y métodos fundamentales utilizados en la determinación de los parámetros forestales que se requieren para el cálculo del volumen maderable.

Proporcionar una plataforma general para la identificación y evaluación de elementos de calidad en un árbol individual o en un conjunto de árboles, con fines de valoración..

Aportar las herramientas necesarias para el análisis y aplicación de diversos métodos de valuación forestal.

CONTENIDO DEL CURSO

TEMA 1: Principios de dendrometría y dasometría: medición del diámetro,

área basal, altura y volumen de un árbol o conjunto de árboles.

TEMA 2: Crecimiento del árbol y calidad de la madera.

TEMA 3: Métodos para la valoración de los árboles y masas forestales.

Principios de dendrometría y dasometría

1.1 Introducción 1.2 Definición de dasometría1.3 Escalas de medición1.4 Razón de la medición1.5 Principios básicos de la medición del diámetro de un árbol

•Selección de los diámetros a medirDiámetro del tocónDiámetro normal

•Aparatos para la medición de diámetrosMedición directaMedición indirecta

•Errores en la medición de diámetrosDebidos al aparatoDebidos al operarioDebidos al árbol

INTRODUCCION

• Dendrometría y Dasometría: fundamental en las ciencias forestales.• Usadas para entender como se comportan los bosques y para implementar

medidas para su manejo apropiado.• Mediciones de árboles individuales y grupos de árboles.• Qué se mide en los árboles y bosques, como se efectúan esas mediciones

y porqué.• Algunos parámetros son difíciles de medir directamente.• Métodos directos e indirectos. • Objetivo: cuantificar la cantidad de madera producida, con propósitos

comerciales o científicos. Recurso de alto valor.• Otros productos forestales para la conservación, recreación, para la

provisión de agua a ríos y arroyos, etc., son cada vez mas apreciados en la

actualidad.

Definición de DASOMETRÍA

Medición del bosqueGraves (1900) “La Dasometría trata de la determinación del volumen detroncos apeados, árboles en pie y masas forestales, y del estudio de sucrecimiento y producción”Meyer (1957) “La medición forestal comprende la medida de losproductos del monte, la determinación del volumen maderable y delcrecimiento del monte”Dieguez et al (2003) “Ciencia que se ocupa de la determinación devolúmenes y crecimientos de los árboles y de las masas forestales, asícomo del estudio de las relaciones métricas y leyes que rigen sudesarrollo”

Definición de DASOMETRÍA (continuación)

Se divide para su estudio en tres partes:

Dendrometría: medida de las dimensiones del árbol, estudio de su

forma y de su volumen.

Estereometría o Dasometría de la masa: materia que se ocupa de

la estimación métrica y de la cubicación de la masa forestal.

Epidometría: trata sobre el estudio de las técnicas de medición y las

leyes que regulan el crecimiento y la producción de los árboles y

masas forestales.

Escala de medición

• Árbol individualocupa una área pequeñaconjunto de mediciones mas detalladas

• Grupo de árboles rodal, grupo de árboles mas o menos homogéneo

cubrimiento de grandes superficiestécnicas de muestreo

RAZONES DE LA MEDICION

• Para ayudar a la toma de decisionesDiversos propósitos: producción de madera, la conservación de la

naturaleza, la provisión de agua limpia, la recreaciónPlanes de manejo a nivel nacional, regional y local.

Nacional: descripción y uso mas apropiado del bosqueRegional: interacción con la comunidad, utilización y protecciónLocal: valor monetario del recurso y sostenibilidad de producción

• Para ayudar a su manejoConocer como cambia el recurso a través del tiempoSi proporciona indefinidamente los productos y servicios que se

requieren del bosque.• Para la investigación: entender los factores que determinan el crecimiento y cambio del ecosistema a través del tiempo.

Características genéticas de plantas y animalesCaracterísticas ambientales del sitio

Componentes del árbol

Punta

Fuste maderable

Tocón

Ramasgruesas

Ramas finas

Raíces

Principios básicos de la medición del diámetro de árboles

El diámetro del árbol :

• Alta correlación con otros parámetros difíciles de medir (biomasa)

• Puede reflejar la posición competitiva del árbol en un rodal, su crecimiento

probable en comparación con otros árboles

• A través de la frecuencia de distribución de los diámetros de los árboles en

el rodal, se pueden definir diferentes tipos de bosques (homogéneos o no) y

cuales prácticas de manejo podrían ser apropiadas.

• Podría reflejar el valor comercial del árbol, dado que cortes de tamaños

grandes son comercialmente mas valiosos.

Frecuencia de distribución de diámetros

Distribución típica para bosque natural Distribución que denota un raleo y

dos niveles de alturas en el rodal

?

DAP en centímetros

Nro. árboles

Diámetro a la Altura del Pecho DAP

1.3 m

Convención internacional 1.3 m o 1.4 m

Además, para cálculo de volumen:

Finlandia, Suiza mide d a 7 m

Austria miden d a (3/10) h

Forma transversal del tronco

La referencia a la medición del diámetro, implica que el tronco es circular. Sin embargo, el primer problema que se encuentra al medir el dap es que el fuste nunca es circular si se examina mediante una sección transversa.

a

b

c

d

Cortes transversales de troncos de árboles que a) nunca son perfectamente circulares b), siempre algo irregulares y c) usualmente eccéntricos. Algunas especies exhiben protuberancias hasta algunos metros por encima de la base.

Medición directa del DAP

DAP: 31.5 unidades PI

Reglas para la medición del DAP con cinta diamétrica

• Asegúrese de hacer la lectura en el lado correcto de la cinta• La cinta debe mantenerse firmemente alrededor del tronco a ángulos rectos y cualquier pedazo flojo de corteza debe removerse previamente.

• El diámetro se lee a la décima de centímetro, por ejemplo, (31,5 cm.)

• En terrenos inclinados, el DAP debe medirse a partir de la máxima altura del terreno, ya que la pendiente determinara la altura final de la troza.• Se deben evitar obvias deformaciones y ramas a una distancia DAP. Si existe distorsión a 1.3 m, el diámetro se mide 10 cm. arriba (a 1.4 m) y también 10 cm. por debajo (a 1.20 m) y se toma el promedio de las dos lecturas.

Reglas para la medición del DAP (continuación)

Otras mediciones directas del DAP

Forcípula : Instrumento metálico, fácil de manejar que consta de una regla graduada en centímetros, con uno de sus brazos rígido, a modo de escuadra y el otro es móvil para adaptarse al grosor del árbol a medir.

Medición de DAP con forcípula

Forcípula siempre en posición perpendicular al eje central del árbol

Forcípula registradora de brazo móvil

Forcípula registradora de rodillos

FORCIPULA FINLANDESA

10 20 30

40

50

60

Usada en Finlandia y Suiza para tomar el diametro a una altura de 7m con la cual desarrollaron sus modelos.

Forcípula angular de Bitterlich

COMPARACION ENTRE CINTA DIAMETRICA Y FORCIPULA

• Las forcípulas y la cinta diamétrica son mas exactos y rápidos que cualquier instrumento óptico. Limitación de la forcípula: 80 cm.• Precisión: la cinta diamétrica es mas precisa que la forcípula. • Errores: Cintas y forcípulas deben mantenerse en buen estado.• Uso correcto: mantener presión correcta (forcípula) y tensión (Cinta) al momento de la medición. • Facilidad de uso: la cinta es ligera y pequeña. La forcípula es mas pesada, mas incomoda y causa fatiga si se usa por periodos largos.• Uso en árboles en pie: ambos instrumentos son fáciles de usar en árboles en pie. Una medición con cinta es mucho mas rápida que dos con forcípula (dos lecturas son esenciales para minimizar el error en árboles que no son circulares).• Uso en árboles apeados: la forcípula es mas fácil de usar en estos casos que la cinta, especialmente si se necesita solo una medida. Esto solo es recomendable cuando se construye una tabla de frecuencia basado en el diámetro del rodal pero no se recomienda para el calculo de árboles individuales.• Costo: La cinta es mas económica que la forcípula.

INSTRUMENTOS DE MEDICION INDIRECTA

Forcípula óptica de Fiedrich

Pentaprisma de Wheeler

Forcípula óptica

Instrumento de peso y costo medios. Usa un prisma móvil para superponer una imagen del tronco del árbol sobre la imagen original. Cuando los lados de la imagen superpuesta coinciden con la original, se puede leer el diametro directamente, de una escala que mide el desplazamiento del prisma móvil.

DIATROMB

Relascopio de BitterlichInstrumento para medir diámetro,

altura y área basal

Telerelascopio

Instrumento de mucha precisión usado en investigación.

Su funcionamiento y principios son iguales que los del relascopio pero integra un aumento óptico de 5x.

Medición de diámetros a la altura del pecho con el relascopio

Se conoce que por construcción, para la franja A, R = 50 dap.Cuando el dap de un árbol coincida con el ancho de la franja A delrelascopio, el radio de su círculo marginal es igual a 50 veces ese dap.Entonces: d = R/50.Cuando se trabaja con el relascopio a distancias de 20, 25, o 30m, los dap que coincidan valdrán respectivamente: 20/50 = 0,4 m,25/50 = 0,5 m y 30/50 = 0,6 m.Se puede concluir que el valor de las franjitas adicionales a la franja de unos (A), será la cuarta parte de los valores anotados.Trabajando a 20 m de distancia: Se debe estimar a ojo el valor de la fracción de la franja.

LEM 300 - GEO

CRITERION LASER

CRITERION RD1000

FORCIPULA LASER

Errores en la Medición de Diámetros

Al medir los diámetros se cometen varios tipos de errores que deben reducirse al mínimo cuando se les conoce y se manejan bien los aparatos, estos errores se pueden clasificar en:

Errores sistemáticos: se producen por defecto de los aparatos o por prejuicio del lector. Se repiten con cierta frecuencia siempre en el mismo sentido.Errores compensantes: son errores independientes del instrumento y del operador. Se producen al redondear o al aproximar valores.Errores de estimación: existen cuando no se mide directamente el diámetro buscado; se presenta siempre donde hay variaciones y son la base para el cálculo estadístico.Errores accidentales: puede ser un error en la décima de anotaciones, de lectura, etc. Estos saltan a la vista.

Errores en la medición de diámetros

De los diversos instrumentos, sola la cinta se usa para estimar el diámetro a través de la medición de la circunferencia. La forcípula mide directamente el diámetro. Esta diferencia introduce los siguientes errores:• si el árbol es circular, no hay error con ninguno de los dos métodos• para una sección no circular, la cinta sobreestima el área. Este error es pequeño.• para una sección elíptica, la forcípula da mejores resultados si se han tomado las lecturas de los dos ejes. Cálculo del área: g = π x A x B / 4 • generalmente el diámetro registrado es el equivalente a la media aritmética de las dos lecturas: d = (A + B)/2

Corrección para medidas ópticas del diámetro del árbolLas mediciones ópticas del diámetro del árbol subestiman el verdadero diámetro:

donde x = radio verdadero, r = radio medido y = distancia del punto de observación al punto de medida del árbol (= a / cos, donde a es la distancia horizontal al centro del árbol y = ángulo de elevación desde el punto de observación al punto de medida en el árbol). Asumiendo que la sección transversal del tronco es circular a lo largo de la línea media, el radio verdadero es dado por:

Típicamente el error es de aproximadamente 0.5 % del diámetro medido. Este incrementa con el tamaño del árbol y disminuye con distancias mayores entre el árbol y el punto de observación.

21

21

2242 )))4((5.0( yryyx

Comparación Relascopio, Telerelascopio y Pentaprisma

• Precisión: Pentaprisma (+/- 2 mm)

Telerelascopio (1% diametro - 1.5% altura)

Precisión Relascopio (%) = distancia x 10 / dap

• Costo: Telerelascopio es mas costoso, Relascopio, Pentaprisma

• Durabilidad: Relascopio, Telerelascopio, Pentaprisma

• Velocidad: Pentaprisma, Relascopio, Telerelascopio

• Límites: Pentaprisma limitado a diámetros menores de 86 cm. Relascopio y Telerelascopio no tienen límites teóricos para la medición de diámetros pero el observador debe alejarse del árbol si ha de apreciar mayores diámetros.

Medición de Area Basal y AlturasContenido• Medición del área basal: definición de área basal• Importancia de la medición del área basal• Área basal de un rodal• Métodos para la Medición del área basal• Definición de altura de un árbol• Alturas de interés: altura del tocón, del fuste, de la copa, comercial y total, altura de Hart, altura correspondiente al área basal, altura de Lorey• Procedimientos de medición de alturas• Mediciones indirectas basados en principios geométricos; fundamento. Hipsómetros de Merrit y de Christen.• Mediciones indirectas basadas en principios trigonométricos; fundamento. Hipsómetros: Blume-Leiss, Haga, Clinómetro SUUNTO, Nivel de Abney.• Errores en la medición de alturas

AREA BASALSe refiere al área transversal que cubre el fuste o tronco de un árbol a la altura de pecho

Su medida individual se puede dar en m2 o cm2

El fuste de los árboles no es exactamente redondo, pero para el cálculo o estimación del AB se asume su equivalencia con una elipse o círculo.

Medición del Area Basal

2

22

2001423

)(m (AB) Basal Area

) x (DAP/.

r

Mientras más difiera la forma del área transversal de una circunferencia, mayor será la sobre estimación

Donde DAP es el Diámetro a la Altura del Pecho en centímetros.

Esta fórmula convierte el diámetro en centímetros al área basal en metros

cuadrados. Se puede usar la misma técnica para calcular el área transversal

de un árbol en cualquier punto a lo largo del tronco.

Otra fórmula para el cálculo puede ser:

22 7854.04/)( DAPDAPAB

• Diámetro (DAP) y perímetro (P) son parámetros fáciles de medir en el

campo con una alta consistencia.

• La suma de AB de todos los árboles de un rodal da una idea del grado de

ocupación.

• En plantaciones de una especie el AB esta muy cercanamente relacionado

con el volumen (V).

• En rodales conformados por mezclas de especies y edades, una tabla de

frecuencias de clases diamétricas es una buena forma de caracterizar su

estructura.

Importancia de la estimación del área basal

Area Basal de un Rodal

El área basal de un rodal (ABR) es simplemente la suma del área transversal

de todos los árboles a la altura del pecho por hectárea de bosque o

plantación . )/( 2 ham

El área basal de un rodal puede determinarse de diferentes maneras:

• La suma de las áreas basales individuales

• Método óptico para evaluar área basal

• El método del factor de espaciamiento

• Suma de las áreas basales individuales

Es el método mas exacto para determinar el área basal de un conjunto de árboles. Consiste en medir todos los diámetros de los árboles en el rodal, calcular las áreas basales individuales y luego hacer la sumatoria.

Un método más rápido consiste en calcular el área basal usando el DAP promedio. Sin embargo, como los árboles más grandes contribuirán mas al área basal que los pequeños, esta técnica podría sobrestimar el área basal verdadera de un rodal en aproximadamente 10%, dependiendo de cuan variado sea el tamaño de los árboles en el rodal.

Área basal del rodal (ABR)(m2/ha) = (área basal del diametro promedio) x (Número de árboles por hectárea)

• Métodos ópticos para calcular el Área Basal

El Área Basal por hectárea se puede determinar por métodos ópticos como por ejemplo, por el método del conteo angular.

Para ilustrar el principio básico del muestreo por conteo angular, imagínese una vara de longitud b con un brazo perpendicular de longitud a fijo en uno de sus extremos. Con tales elementos se establece un ángulo de visión con un radio de visualización a/b para el conteo de árboles. Para un árbol dado de diametro di, existe solo una distancia Ri a la cual el ángulo dado toca tangencialmente a ese diámetro.

La cuenta total se multiplica por el “factor” de la regla para obtener el área basal por hectárea.

Ejemplo:Usando un factor 2, el observador cuenta 11 árboles que aparecen más anchos que la regla y 3 que aparecen ser del mismo ancho:

Se sostiene una regla de anchura conocida a una distancia también conocida desde los ojos. El observador observa alrededor apuntando a cada árbol (a la altura de pecho) contando el número de árboles que aparecen mas anchos que el ancho de la regla.

Si un árbol parece mas ancho que la regla, se toma en la cuenta como 1. Si el árbol parece ser del mismo ancho de la regla se cuenta como ½. Los árboles que aparecen más pequeños que la regla se ignoran.

Área Basal (m2/ha) = Factor x Cuenta= 2 x (11 + (3 x 0.5)) = 25 m2/ha

Este método fue desarrollado en Europa en los 30’s. Todo lo que se necesita para medir el área basal con este método óptico es disponer de algo con anchura conocida que pueda sostenerse en frente de los ojos a una distancia determinada. La tabla muestra las especificaciones para reglas con diferentes factores y la distancia a la que una regla con un ancho particular debe sostenerse en frente de los ojos. Las distancias menores de 40cm no son prácticas debido a la dificultad de enfocar simultáneamente la regla y el árbol en la distancia. Las distancias mayores a 60cm son difíciles de alcanzar.

Precauciones

• Cada árbol debe ser observado a una altura DAP (1.3m).• Es importante permanecer en el mismo sitio e ir girando.• Los árboles inclinados deben ser observados a ángulos rectos con respecto al tronco.• La distancia del ojo a la regla es importante, aunque si el observador sostiene la cinta 1cm fuera de su posición correcta el error es menor al 5%.• Si el número de árboles “1/2” es muy grande el resultado no es muy confiable. Para resultados más exactos debe medirse el diámetro y la distancia a estos árboles para confirmar su aporte.• Se debe tener cuidado al observar árboles que están ocultos por otros troncos o vegetación. Si es necesario el observador puede moverse a un lado para hacer una mejor observación, cuidando que la distancia al árbol no se altere. Luego debe regresar a la posición original antes de observar el próximo árbol.• Una cuenta total de aproximadamente 10 árboles es lo recomendado. Si la cuenta es menor a 5 o mayor a 15, se debe usar otro factor.

Método del Factor de Espaciamiento para calcular el Área Basal

El factor de espaciamiento es simplemente el promedio de la distancia entre árboles (en centímetros) dividido por el diámetro en centímetros (DAP) promedio. Es una manera útil de estimar el área basal en plantaciones de carácter uniforme. Por ejemplo, si los árboles están espaciados en promedio unos 5m (500cm) y el diámetro medio es 20cm, el factor de espaciamiento es 500/20 = 25.

Esta técnica asume que todos los árboles son del mismo tamaño. Es útil en una plantación predecir el área basal en la madurez para un volumen final y tamaño de árbol determinado. A mayor factor de espaciamiento, menor es el área basal.

Ejemplo:Si el factor de espaciamiento = 12.5, el área basal es aproximadamente 50m2/haSi el factor de espaciamiento = 15, el área basal es aproximadamente 35m2/haSi el factor de espaciamiento = 20, el área basal es aproximadamente 20m2/haSi el factor de espaciamiento = 30, el área basal es aproximadamente 10m2/ha

Medición de la altura de los árboles

Componentes del árbol

Punta

Fuste maderable

Tocón

Ramasgruesas

Ramas finas

Raíces

La altura del árbol es importante principalmente porque:

• La longitud del tronco es importante para cualquier tipo de cálculo de la cantidad total de madera contenida en él y

• La altura de los árboles mas altos en el rodal o bosque es la base de una de las mas importantes medidas usadas para evaluar la “capacidad de producción” del sitio en el que crecen los árboles. Esta es una medida muy útil para evaluar cuan rápidamente se produce la madera.

Importancia de la medición de alturas

De acuerdo con la parte considerada en un árbol se adoptan las siguientes definiciones de altura:

• Altura total: mide la longitud desde la base hasta el ápice del árbol.• Altura del tocón: longitud desde la base hasta el punto de apeo.• Altura comercial: se tienen varios criterios:

-la longitud entre el tocón y un diámetro superior mínimo aprovechable de referencia para algún uso en particular.-la longitud desde la base a la altura de la primera rama.

• Altura base de copa: altura desde la base hasta la primera rama.• Altura de copa: longitud entre la base de copa y la cima

Medición de la altura de los árboles

• Altura dominante de Hart: altura media de los 100 árboles mas altos por hectárea.

• Altura de Lorey: esta es la altura media ponderada por las áreas basales de los árboles, ∑bihi/B. La idea es que multiplicada por el área basal B da una cantidad más estrechamente relacionada con el volumen por hectárea que si se usa la media aritmética. Esto porque el volumen del árbol i es aproximadamente una función lineal de bihi.

• Altura correspondiente al promedio del area basal (Hg) Altura = α + β ln(DAP) ó h = α + β ln(DAP)

Determinación de alturas en rodales mediante muestreo

Diversas alturas identificables en un árbol

Métodos para Medir los Árboles en Pie

Se pueden clasificar los métodos para medir la altura en :

Métodos directos, que implican el uso de varas de medición que se acoplan a lo largo del tronco.

Métodos indirectos:Métodos basados en principios geométricos, que buscan la semejanza de los lados y triángulo y a base de sus relaciones calculan altura.

Métodos basados en principios trigonométricos, que requieren que se conozca un lado y un ángulo de un triángulo rectángulo.

Métodos utilizados en fotografía aéreas, que se basan en el desplazamiento, en la sombra, o en la visión estereoscópica.

Método directo para la medición de la altura

• Se realiza a través de varas ajustables. Existen varas de aluminio o fibra de vidrio de longitud constante (1.5 a 2 m) que se ajustan la una a la otra en las puntas. • Se acoplan tantas varas como sean necesarias hasta alcanzar la punta del árbol. • El número de segmentos usados se cuenta y cualquier distancia que haya sido dejada en la base del árbol se mide con una cinta métrica. • Este método es efectivo para alturas de árbol de hasta 12-15 m, mas allá de la cual las varas se vuelven muy pesadas o incómodas de sostener.• Cuando se usa este método, se debe tener cuidado en levantar las varas hasta la punta del árbol. • Requiere de dos personas para efectuar la medición, una para sostener la viga con la que se mide y otra para avistar y dar aviso una vez que se alcance la punta del árbol. • Cuando hay viento, el movimiento de la copa hace esta operación más difícil.• Mediciones cuidadosas usando este método ofrecen exactitudes de hasta 0.1 m. • Para alturas mayores de 15 m, es necesario usar métodos trigonométricos o geométricos.

Proporcionan un método directo para medir la altura de los árboles. Son instrumentos precisos, con errores menores del 1%.

Más que varas son tubos usualmente de 1.5 m de largo, construídos de aluminio o fibra de vidrio. Se usan para árboles menores de 15 m y con buena visibilidad. Las varas se van ajustando una con otra hasta alcanzar el ápice del árbol. La altura del árbol se determina contando el número de varas empleadas.

Utilización de la bicicleta para árboles, con arnés, casco y cuerdas de seguridad.

D

b

a H

Métodos indirectos para la medición de alturas

Principio geométrico de la medición de altura

Semejanza de triángulos

Instrumentos Basados en Principios Geométricos

Entre los más conocidos están:

Hipsómetro de Merrit: Es una regla calibrada para la determinación de alturas

a una distancia fija establecida convenientemente.

Hipsómetro de Christen: Este instrumento es una regla pequeña, fácil de

llevar al campo. Al usarlo se requiere la ayuda de una vara adicional de largo

conocido que se coloca junto al árbol. La graduación del hipsómetro se hace en

función del largo de la vara.

La regla o vara: Sirve para estimar la altura cuando no se dispone de ningún

otro instrumento.

Métodos indirectos para la medición de alturas

idH

bm

Consta de una regla graduada para hacer lecturas desde una distancia fija; En el momento de usarlo la mano que sostiene el instrumento en posición bien vertical, debe estar a una distancia fija desde el ojo. Con este instrumento se mide con rapidez cualquier altura del árbol, puede graduarse para leer la altura expresada en trozas de igual longitud.

Determinación de la altura total con el Hipsómetro de MerritLa fórmula que sirve para graduar la regla es:m = (b*H)/Di, donde:b= largo del brazoH = altura del árbolDi = distancia al árbol debe ser reconocida, generalmente se toman múltiplos de 10 m. Para árboles estimados entre 15 a 30 metros suele usarse 20 metros. Cuando aumenta la altura, aumenta la distancia.

Hipsómetro de Merrit:

Medición de la altura con una cinta o reglaLa ejecución de esta técnica requiere dos personas. Una persona sosteniendo la cinta se para a una distancia más o menos igual a la altura del árbol. La segunda persona se coloca en la base del árbol. La primera persona, sosteniendo la cinta o regla verticalmente al frente, cierra un ojo y mira al árbol enfocándolo de manera tal que quede al lado de la cinta. Es importante asegurarse que la cinta este vertical. Para mayor exactitud se usa una regla. La cinta se mueve para que el punto ‘0’ coincida con la base del árbol. La altura aparente a la punta (o cualquier otro punto de interés) puede medirse entonces. Se calcula rápidamente cual es el 10% de esa altura y se visualiza en el árbol. La persona parada en la base debe mover su mano hacia arriba o hacia abajo en el tronco para señalar el punto que corresponde al 10% de la altura aparente total. La primera persona entonces regresa al árbol y mide la altura desde la base a la marca hecha por la segunda persona en el árbol. La altura total es simplemente esta altura multiplicada por 10.Para alturas menores a 10 m, el operador debe usar un punto que es el 20% (un quinto de la altura aparente) de la altura del árbol en vez de 10%. Para árboles muy altos, mayores de 25 m, es mejor usar un punto que marque el 5% de la altura total. El fundamento de esta técnica es simplemente la proyección de dos triángulos de dimensiones proporcionales. No hay necesidad de conocer a que distancia se ubica el operador del árbol o preocuparse acerca de la pendiente del terreno. Esta técnica es geométricamente exacta.

Medición de la altura de un árbol con cinta o regla

La figura ilustra el principio de medición de la altura por el método trigonométrico. La altura vertical del árbol H = AC se alza sobre una superficie plana. Un observador se encuentra a una distancia E = BC del árbol y mide a nivel de los ojos con un instrumento,, el ángulo comprendido entre la horizontal y la punta del árbol y la horizontal y la base del árbol. Usando reglas de geometría y trigonometría tenemos que la altura del árbol se puede calcular a partir de estas mediciones como:

E

h2

h1

h E2 tan

H h h 1 2

h E1 tan

Principio trigonométrico de la medición de alturas

Relaciones para la resolución de problemas de altura por el método trigonométrico

Instrumentos Basados en Principios Trigonométricos

Existen varios instrumentos para la medición de alturas que son por lo general costosos. Cuando se mide con estos instrumentos se requiere hacer dos lecturas, una mirando a la base y otra a el ápice del árbol desde una distancia horizontal.

El hipsómetro de Abney: se denomina también nivel o clinómetro de Abney. Este instrumento lleva acoplado un nivel de trabajo que permite medir los ángulos verticales. Las escalas que utiliza son de grados y pendientes. Es moderadamente costoso y de un tamaño y peso medio.

Instrucciones para su uso:

1. Mida la distancia horizontal a la base del árbol, desde un punto donde puedaobservarse el punto requerido (por ej. el ápice);2. Observe el punto requerido y mueva la barra hasta que la burbuja esté a nivel;3. Lea la escala en porcentaje (o el ángulo en grados y minutos);4. Calcule la altura multiplicando el % leído por la distancia horizontal (o por latangente del ángulo);5. Observe la base del árbol y repita los pasos 2-4;6. Combine las lecturas de los pasos 4 y 5 para determinar la altura del árbol.

El Hipsómetro Haga: conocido también como pistola Haga. Este instrumento en vez de nivel, utiliza un péndulo que se estabiliza por gravedad. Posee escalas graduadas para diferentes distancias. Según la distancia desde la cual se mide, se debe utilizar la escala para esa distancia. Tiene además un objetivo óptico (telémetro) para medir la distancia con ayuda de una mira que se coloca junto al árbol.

Las instrucciones para su uso son:

1. Seleccione y mida una distancia, preferiblemente 15, 20, 25 o 30 m de la base del árbol, desde un punto donde pueda observarse el punto requerido (por ej. el ápice);2. Afloje la aguja indicadora presionando el botón lateral del aparato;3. Observe el punto requerido, espere que la aguja se aquiete y oprima el obturador;4. Lea la altura directamente en la escala apropiada (15, 20, 25 o 30 m);5. Observe la base del árbol y repita los pasos 2-4;6. Combine las lecturas de los pasos 4 y 5 para determinar la altura del árbol.

Las instrucciones para su uso son:1. Seleccione y mida una distancia, preferiblemente 15, 20, 30 o 40 m de la base del árbol, desde un punto donde pueda observarse el punto requerido (por ej. el ápice);2. Afloje el indicador presionando el botón lateral del aparato;3. Observe el punto requerido, espere que la aguja se aquiete y dispare elobturador;4. Lea la altura directamente en la escala apropiada (15, 20, 30 o 40 m);5. Observe la base del árbol y repita los pasos 2-4;6. Combine las lecturas de los pasos 4 y 5 para determinar la altura del árbol.

Blume Leiss

Es básicamente igual al Haga. La diferencia está en que el Haga tiene las escalas fijadas en las caras de un prisma recto que se hace girar, mientras que el Blume Leiss tiene las escalas fijas una debajo de otra en una sola cara.

Clinómetro Suunto: Este aparato está diseñado casi exclusivamente para medir la altura de árboles. En el se ha sustituido el nivel de burbuja por un péndulo fijo a 90º de la línea índice de la horizontal. Consiste en una caja metálica que tiene en su interior un disco móvil suspendido por un eje central. La caja tiene un orificio por el que se puede observar la periferia del disco.


1. Mida la distancia horizontal de la base del árbol a un punto desde dondepueda observarse el punto requerido (por ej. el ápice);2. Observe el punto con un ojo y con el otro en la escala, hasta que las imágenes del árbol aparezcan sobre impuestas;3. Lea la escala en porcentaje y multiplique por la distancia horizontal;4. Observe la base del árbol y repita los pasos 2-3;5. Combine las lecturas de los pasos 3 y 4 para determinar la altura del árbol.

Precio: $ 200 a $ 400

Medidor VértexInstrumento de medición de altura ydistancia. Es robusto y costoso ($ 2500).


1. Active y coloque el sensor a 1.3 m en el tronco del árbol;2. Retírese del árbol hasta un punto donde pueda observar el sensor y el puntorequerido (por ej. el ápice);3. Presione el botón de encendido y diríjalo hacia el sensor. Presione y suelte elbotón rojo hasta que la luz roja empiece a parpadear (el vértex ha medido ladistancia horizontal y la pendiente de tu ojo al sensor);4. Repita la lectura con los demás puntos deseados;5. Combine las lecturas y multiplique por la distancia para obtener la altura delárbol.

transponder

ondas ultrasónicas

Vertex IV

transponder

bastón

El funcionamiento básico de los ultrasonidos como medidores de distancia semuestra de una manera muy clara en el esquema, donde se tiene un receptor que emite un pulso de ultrasonido que rebota sobre un determinado objeto y la reflexión de ese pulso es detectada por un receptor de ultrasonidos.

Ultrasonido para medir distancias

Midiendo el tiempo que transcurre entre la emisión del sonido y la percepción del eco se puede establecer la distancia a la que se encuentra el obstáculo que ha producido la reflexión de la onda sonora, mediante la fórmula:

Errores en la medición de alturas

Los mas comunes son:1. Dificultad en identificar claramente la base y punto terminal de la copa del árbol • Tomar el promedio de por lo menos tres mediciones que no difieran mas de 0.5 m2. Errores en la medición de la distancia horizontal del observador al árbol • Debe hacerse corrección por homologación de triángulos3. Arboles inclinados • Tomar dos medidas desde puntos opuestos y calcular el promedio

Errores en la Medición de Alturas

Cuando se mide un árbol en pie se supone que está perpendicular, pero no

siempre es así; por tal razón se puede subestimar o sobre-estimar la altura

real cuando se hace la medición. Otra causa de lecturas erróneas es la

falta de visibilidad del ápice del árbol, especialmente en árboles con copas

anchas como los que crecen en el trópico.

Otros errores provienen de los instrumentos que se emplean en la

medición, la distancia del observador y altura del árbol, inclinación del

terreno y, especialmente del entrenamiento del observador. Estos errores

pueden clasificarse como en el caso de los diámetros: debidos al aparato,

al operario, o al árbol (forma del árbol, situación dentro de la masa forestal,

inclinación).

Errores en la medición de alturas por fallas en

la identificación del tope del árbol

Medición de la altura de árboles inclinados

En la mayoría de los bosques tropicales la altura no es tan útil en el reconocimiento aéreo-fotogramétrico. La estimación de la altura es difícil o imposible. La altura de un árbol, en general, sólo se puede medir cuando su copa y el terreno sobre el cual crece el árbol son visibles en la fotografía. Esto rara vez ocurre tratándose de bosques tropicales donde el terreno no suele estar a la vista por la cubierta de copas o por el sotobosque.

Métodos para medir alturas utilizados en fotografía aéreas

Nuevas tecnologías para el inventario y mapeo forestal

LiDAR (Light Detection And Range)

• Utilización de datos LiDAR para la producción de modelos digitales del terreno y de la cobertura vegetal

• Evaluación de la aplicabilidad de datos LiDAR para determinación de la altura de rodales y árboles individuales

Area de estudio

Parque Forestal Queen Elizabeth II , Aberfoyle (Escocia - Reino Unido)

Mapa digital Bartholomew © 1:100000

Localización de parcelas

Scale 1:25000N

Cubrimiento con ortofotos

Sistema LiDARCaracterísticas principales

• Penetración del dosel – mapeo del terreno• Registra directamente la estructura 3D de la

vegetación• Exactitud vertical (10 – 15 cm)• Exactitud horizontal (50 -100 cm)• No afectado por nubes u oscuridad• Alta densidad de datos• Menos tiempo requerido para recolección de

datos

Aplicaciones LiDAR

• Medición de árboles individuales• Inventario• Análisis de la estructura del bosque• Visualización• Area basal, biomasa, volumen, altura, monitoreo del crecimiento de la vegetación, mapas de relieve, modelaje urbano tridimensional, etc…

Datos LiDAR

Primer retorno Segundo retorno

Caracterización de la vegetación

Localizaciones individuales usadas para: altura, tamaño de la corona,

volumen

254170.00 254180.00 254190 .00 254200.00 254210.00 254220.00 254230.00700700.00

700705.00

700710.00

700715.00

700720.00

700725.00

700730.00

700735.00

700740.00

700745.00

700750.00

700755.00

700760.00

Ortofoto resolución 25x25 cm

MDS derivadode LiDAR1x1 m

Producción del MDT

5 55 65 75 85 96 06 16 26 36 46 56 66 76 86 97 07 17 27 37 4

Comparación alturas LiDAR vs. GPSPunto Numero Altura campo (m) Altura LiDAR - Altura

campo (m)Descripcion

Parcela 1

1 32.53 0.08 Carretera

2 54.86 -0.18 Claro

3 42.34 -0.15 Vegetacion baja

4 56.71 1.23 Vegetacion baja


Parcela 2



8 40.35 1.73 big trees



Parcela 3

11 20.94 -0.02 Carretera

12 45.16 -0.48 Claro

13 41.33 3.06 Arboles grandes

Producción del MDV

0.002.004.006.008.0010.0012.0014.0016.0018.0020.0022.0024.0026.0028.0030.0032.0034.00

Comparación LiDAR- Fotografía aérea

0.00

2.00

4.00

6.00

8.00

10 .00

12 .00

14 .00

16 .00

18 .00

20 .00

22 .00

249600.00 249620.00 249640.00 249660.00698760.00

698770.00

698780.00

698790.00

698800.00

698810.00

698820.00

698830.00

698840.00

698850.00

Comparación de alturas LiDAR con las alturas de campo

Field vs. Lidar heights

y = 0.9501xR2 = 0.8689

15

20

25

30

35

40

15 20 25 30 35 40

Field heights

Lida

r hei

ghts Max dif. = 3.26 m

Min. dif. = 0.80 mDif. Media = 1.49 m

Conclusiones

• Determinación de alturas y mapeo confiables

• Limitaciones para el reconocimiento de especies

• En combinación con otra técnica de alta resolución espacial proporciona un mapeo detallado de la cobertura vegetal

Copyright David L. Evans, Universidad de Mississippi

Avaluación forestal I. LUZ

Engineering

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