Bayesian ratemaking procedure of crop insurance contracts with skewed distribution

Over the years, crop insurance programs became the focus of agricultural policy in the USA, Spain, Mexico, and more recently in Brazil. Given the increasing interest in insurance, accurate calculation of the premium rate is of great importance. We address the crop-yield distribution issue and its implications in pricing an insurance contract considering the dynamic structure of the data and incorporating the spatial correlation in the Hierarchical Bayesian framework. Results show that empirical (insurers) rates are higher in low risk areas and lower in high risk areas. Such methodological improvement is primarily important in situations of limited data.

Spatio-temporal modeling of agricultural yield data with an application to pricing crop insurance contracts

This article presents a statistical model of agricultural yield data based on a set of hierarchical Bayesian models that allows joint modeling of temporal and spatial autocorrelation. This method captures a comprehensive range of the various uncertainties involved in predicting crop insurance premium rates as opposed to the more traditional ad hoc, two-stage methods that are typically based on independent estimation and prediction. A panel data set of county-average yield data was analyzed for 290 counties in the State of Parana (Brazil) for the period of 1990 through 2002. Posterior predictive criteria are used to evaluate different model specifications. This article provides substantial improvements in the statistical and actuarial methods often applied to the calculation of insurance premium rates. These improvements are especially relevant to situations where data are limited.

Parametric and nonparametric statistical modelling of crop yield: implications for pricing crop insurance contracts

This article considers alternative methods to calculate the fair premium rate of crop insurance contracts based on county yields. The premium rate was calculated using parametric and nonparametric approaches to estimate the conditional agricultural yield density. These methods were applied to a data set of county yield provided by the Statistical and Geography Brazilian Institute (IBGE), for the period of 1990 through 2002, for soybean, corn and wheat, in the State of Paran. In this article, we propose methodological alternatives to pricing crop insurance contracts resulting in more accurate premium rates in a situation of limited data.

Pricing farm-level agricultural insurance: a Bayesian approach

This paper applies Hierarchical Bayesian Models to price farm-level yield insurance contracts. This methodology considers the temporal effect, the spatial dependence and spatio-temporal models. One of the major advantages of this framework is that an estimate of the premium rate is obtained directly from the posterior distribution. These methods were applied to a farm-level data set of soybean in the State of the Parana (Brazil), for the period between 1994 and 2003. The model selection was based on a posterior predictive criterion. This study improves considerably the estimation of the fair premium rates considering the small number of observations.

Evapotranspiration and crop coefficients of seedless watermelon

The research was developed in Fortaleza, CE (latitude 3 degrees 43`S, longitude of 38 degrees 32`W and altitude of 19.5 m). It aimed to determine the Evapotranspiration and the crop coefficients for the different stadiums of seedless watermelon (Citrullus lanatus, Schrad), using the water balance method in drainage lysimeter. The experimental unit consisted of four located drainage lysimeter in an area of 600 m(2). The culture Evapotranspiration (ETc) was determined by the method of the water balance, in a volume of soil control with depth of 0.45 m, whose humidity was monitored by tensiometers. The reference Evapotranspiration (ETo) was estimated by the method of the class A pan. The crop coefficients were obtained from the rate between ETc and ETo in the different stages. The ETc presented growing values from the vegetative stage to the fruiting stage, dropping straight away in the mature stage. The maximum value of kc was observed in the fruiting stage.

Validation of the Deardorff model for estimating energy balance components for a sugarcane crop

The quantification of the available energy in the environment is important because it determines photosynthesis, evapotranspiration and, therefore, the final yield of crops. Instruments for measuring the energy balance are costly and indirect estimation alternatives are desirable. This study assessed the Deardorff's model performance during a cycle of a sugarcane crop in Piracicaba, State of São Paulo, Brazil, in comparison to the aerodynamic method. This mechanistic model simulates the energy fluxes (sensible, latent heat and net radiation) at three levels (atmosphere, canopy and soil) using only air temperature, relative humidity and wind speed measured at a reference level above the canopy, crop leaf area index, and some pre-calibrated parameters (canopy albedo, soil emissivity, atmospheric transmissivity and hydrological characteristics of the soil). The analysis was made for different time scales, insolation conditions and seasons (spring, summer and autumn). Analyzing all data of 15 minute intervals, the model presented good performance for net radiation simulation in different insolations and seasons. The latent heat flux in the atmosphere and the sensible heat flux in the atmosphere did not present differences in comparison to data from the aerodynamic method during the autumn. The sensible heat flux in the soil was poorly simulated by the model due to the poor performance of the soil water balance method. The Deardorff's model improved in general the flux simulations in comparison to the aerodynamic method when more insolation was available in the environment.

Precisão experimental em ensaios com a cultura do feijão

A avaliação do coeficiente de variação (CV) como medida da precisão dos experimentos tem sido feita com diversas culturas, espécies animais e forrageiras por meio de trabalhos sugerindo faixas de classificação dos valores, considerando-se a média, o desvio padrão e a distribuição dos valores de CV das diversas variáveis respostas envolvidas nos experimentos. Neste trabalho, objetivouse estudar a distribuição dos valores de CV de experimentos com a cultura do feijão, propondo faixas que orientem os pesquisadores na avaliação de seus estudos com cada variável. Os dados utilizados foram obtidos de revisão em revistas que publicam artigos científicos com a cultura do feijão. Foram consideradas as variáveis: rendimento, número de vagens por planta, número de grãos por vagem, peso de 100 grãos, estande final, altura de plantas e índice de colheita. Foram obtidas faixas de valores de CV para cada variável tomando como base a distribuição normal, utilizando-se também a distribuição dos quantis amostrais e a mediana e o pseudo-sigma, classificando-os como baixo, médio, alto e muito alto. Os cálculos estatísticos para verificação da normalidade dos dados foram implementados por meio de uma função no software estatístico livre R. Os resultados obtidos indicaram que faixas de valores de CV diferiram entre as diversas variáveis apresentando ampla variação justificando a necessidade de utilizar faixa de avaliação específica para cada variável.

Vigilância de Fatores de Risco para Doenças Crônicas por Inquérito Telefônico nas capitais dos 26 estados brasileiros e no Distrito Federal (2006)

OBJETIVO: Descrever métodos e resultados iniciais do Sistema de Vigilância de Fatores de Risco e Proteção para Doenças Crônicas não Transmissíveis por Inquérito Telefônico - VIGITEL implantado no Brasil em 2006. MÉTODOS: O VIGITEL estudou amostras probabilísticas da população com 18 ou mais anos de idade residente em domicílios conectados à rede de telefonia fixa de cada uma das capitais dos 26 Estados brasileiros e do Distrito Federal (54.369 indivíduos no total, sendo pelo menos 2.000 por cidade). A amostragem foi realizada a partir de cadastros eletrônicos completos das linhas residenciais fixas de cada cidade, envolvendo sorteio de linhas (domicílios) e sorteio de um morador por linha para ser entrevistado. O questionário aplicado investigou características demográficas e socioeconômicas, padrão de alimentação e de atividade física, consumo de cigarros e de bebidas alcoólicas, e peso e altura recordados, entre outros quesitos. Estimativas sobre a freqüência de fatores de risco selecionados, estratificadas por sexo e acompanhadas de Intervalo de Confiança de 95%, foram calculadas para a população adulta de cada cidade empregando-se fatores de ponderação que igualam a composição sociodemográfica da amostra em cada cidade àquela observada no Censo Demográfico de 2000. Estimativas para o conjunto das cidades empregam fator de ponderação adicional que leva em conta a população de adultos de cada cidade. RESULTADOS: Os cinco fatores de risco selecionados (tabagismo, consumo abusivo de bebidas alcoólicas, excesso de peso, consumo de carnes com excesso de gordura e sedentarismo) tenderam a ser mais freqüentes em homens do que em mulheres. Dentre os fatores de proteção, o consumo regular de frutas e hortaliças foi mais freqüente em mulheres do que em homens, observando-se situação inversa no caso da atividade física de lazer. Diferenças substanciais na freqüência dos fatores de risco e proteção foram observadas entre as cidades, com padrões de distribuição regional diferenciados por fator. DISCUSSÃO: O desempenho do sistema, avaliado a partir da qualidade dos cadastros telefônicos e de taxas de resposta e de recusas, mostrou-se adequado e, de modo geral, superior ao encontrado em sistemas equivalentes existentes em países desenvolvidos. O custo do sistema de R$ 31,15 por entrevista realizada, foi a metade do custo observado no sistema americano de vigilância de fatores de risco para doenças crônicas por inquérito telefônico e um quinto do custo estimado em inquérito domiciliar tradicional realizado recentemente no Brasil.

Variabilidade espacial da textura de um Argissolo Vermelho Amarelo sob cultivo de pastagem e vegetação nativa

O conhecimento da variabilidade espacial dos atributos de um solo sob diferentes coberturas auxilia o estudo das alterações ocorridas em razão do manejo. O objetivo deste trabalho foi determinar, com uso da estatística clássica e geoestatística, a variabilidade espacial das frações texturais de um solo cultivado com pastagem e vegetação nativa. Amostras de solo foram coletadas na profundidade de 0-0,20m, nos pontos de cruzamento de uma malha, com intervalos regulares de 10m, totalizando 64 pontos em cada área. Na área de pastagem, as frações areia grossa e total apresentaram valores médios maiores em relação à vegetação nativa e correlações negativas com as altitudes dos pontos amostrais nas duas áreas. Todas as frações texturais apresentaram dependência espacial de moderada a alta nas duas áreas e com o patamar definido, com exceção da areia fina e do silte na pastagem. Grande parte dessa variabilidade ocorre em função da erosão hídrica.

Situação epidemiológica da brucelose bovina no Distrito Federal

Realizou-se um estudo para caracterizar a situação epidemiológica da brucelose bovina no Distrito Federal (DF). No total foram amostrados 2.019 animais, provenientes de 278 propriedades. Em cada propriedade visitada aplicou-se um questionário epidemiológico para verificar o tipo de exploração e as práticas de criação e sanitárias que poderiam estar associadas ao risco de infecção pela doença. O protocolo utilizado foi o da triagem com o teste do antígeno acidificado tamponado e a confirmação dos positivos com o teste do 2-mercaptoetanol. O rebanho foi considerado positivo quando pelo menos um animal foi reagente às duas provas sorológicas. A prevalência no DF foi de 2,5% [1,0-5,1%] para propriedades e de 0,16% [0,04-0,28%] para animais. Em razão dos resultados encontrados, que permitem pensar em estratégias de erradicação, recomenda-se que o DF intensifique o diagnóstico de brucelose, tanto na forma de testes sorológicos sistemáticos como pela introdução de mecanismos de detecção rápida em laticínios, em ambos os casos a fim de aumentar o número de propriedades certificadas como livres da doença e melhorar a sensibilidade do sistema de vigilância ativa.

Vigilância de fatores de risco para doenças crônicas por inquérito telefônico nas capitais dos 26 estados brasileiros e no Distrito Federal (2006)

Objetivo: Descrever métodos e resultados iniciais do Sistema de Vigilância de Fatores de Risco e Proteção para Doenças Crônicas ão Transmissíveis por Inquérito Telefônico - VIGITEL implantado no Brasil em 2006. Métodos: O VIGITEL estudou amostras probabilísticas da população com 18 ou mais anos de idade residente em domicílios conectados à rede de telefonia fixa de cada uma das capitais dos 26 Estados brasileiros e do Distrito Federal (54.369 indivíduos no total, sendo pelo menos 2.000 por cidade). A amostragem foi realizada a partir de cadastros eletrônicos completos das linhas residenciais fixas de cada cidade, envolvendo sorteio de linhas (domicílios) e sorteio de um morador por linha para ser entrevistado. O questionário aplicado investigou características demográficas e socioeconômicas, padrão de alimentação e de atividade física, consumo de cigarros e de bebidas alcoólicas, e peso e altura recordados, entre outros quesitos. Estimativas sobre a freqüência de fatores de risco selecionados, estratificadas por sexo e acompanhadas de Intervalo de Confiança de 95%, foram calculadas para a população adulta de cada cidade empregando-se fatores de ponderação que igualam a composição sociodemográfica da amostra em cada cidade àquela observada no Censo Demográfico de 2000. Estimativas para o conjunto das cidades empregam fator de ponderação adicional que leva em conta a população de adultos de cada cidade. Resultados: Os cinco fatores de risco selecionados (tabagismo, consumo abusivo de bebidas alcoólicas, excesso de peso, consumo de carnes com excesso de gordura e sedentarismo) tenderam a ser mais freqüentes em homens do que em mulheres. Dentre os fatores de proteção, o consumo regular de frutas e hortaliças foi mais freqüente em mulheres do que em homens, observando-se situação inversa no caso da atividade física de lazer. ) Diferenças substanciais na freqüência dos fatores de risco e proteção foram observadas entre as cidades, com padrões de distribuição regional diferenciados por fator.Discussão: O desempenho do sistema, avaliado a partir da qualidade dos cadastros telefônicos e de taxas de resposta e de recusas, mostrou-se adequado e, de modo geral, superior ao encontrado em sistemas equivalentes existentes em países desenvolvidos. O custo do sistema de R$ 31,15 por entrevista realizada, foi a metade do custo observado no sistema americano de vigilância de fatores de risco para doenças crônicas por inquérito telefônico e um quinto do custo estimado em inquérito domiciliar tradicional realizado recentemente no Brasil

Cross-National Analysis of the Associations between Traumatic Events and Suicidal Behavior: Findings from the WHO World Mental Health Surveys

Background: Community and clinical data have suggested there is an association between trauma exposure and suicidal behavior (i.e., suicide ideation, plans and attempts). However, few studies have assessed which traumas are uniquely predictive of: the first onset of suicidal behavior, the progression from suicide ideation to plans and attempts, or the persistence of each form of suicidal behavior over time. Moreover, few data are available on such associations in developing countries. The current study addresses each of these issues. Methodology/Principal Findings: Data on trauma exposure and subsequent first onset of suicidal behavior were collected via structured interviews conducted in the households of 102,245 (age 18+) respondents from 21 countries participating in the WHO World Mental Health Surveys. Bivariate and multivariate survival models tested the relationship between the type and number of traumatic events and subsequent suicidal behavior. A range of traumatic events are associated with suicidal behavior, with sexual and interpersonal violence consistently showing the strongest effects. There is a dose-response relationship between the number of traumatic events and suicide ideation/attempt; however, there is decay in the strength of the association with more events. Although a range of traumatic events are associated with the onset of suicide ideation, fewer events predict which people with suicide ideation progress to suicide plan and attempt, or the persistence of suicidal behavior over time. Associations generally are consistent across high-, middle-, and low-income countries. Conclusions/Significance: This study provides more detailed information than previously available on the relationship between traumatic events and suicidal behavior and indicates that this association is fairly consistent across developed and developing countries. These data reinforce the importance of psychological trauma as a major public health problem, and highlight the significance of screening for the presence and accumulation of traumatic exposures as a risk factor for suicide ideation and attempt.

Wavelet analysis of MODIS time series to detect expansion and intensification of row-crop agriculture in Brazil

Since 2000, the southwestern Brazilian Amazon has undergone a rapid transformation from natural vegetation and pastures to row-crop agricultural with the potential to affect regional biogeochemistry. The goals of this research are to assess wavelet algorithms applied to MODIS time series to determine expansion of row-crops and intensification of the number of crops grown. MODIS provides data from February 2000 to present, a period of agricultural expansion and intensification in the southwestern Brazilian Amazon. We have selected a study area near Comodoro, Mato Grosso because of the rapid growth of row-crop agriculture and availability of ground truth data of agricultural land-use history. We used a 90% power wavelet transform to create a wavelet-smoothed time series for five years of MODIS EVI data. From this wavelet-smoothed time series we determine characteristic phenology of single and double crops. We estimate that over 3200 km(2) were converted from native vegetation and pasture to row-crop agriculture from 2000 to 2005 in our study area encompassing 40,000 km(2). We observe an increase of 2000 km(2) of agricultural intensification, where areas of single crops were converted to double crops during the study period. (C) 2007 Elsevier Inc. All rights reserved.

Economic viability of doses and split-applications of nitrogen fertilization in corn crop in a eutrophic Red Latosol

Nitrogen is the nutrient that is most absorbed by the corn crop, with the most complex management, and has the highest share on the cost of corn production. The objective of this work was to evaluate the economic viability of different rates and split-applications of nitrogen fertilization, as such as urea, in the corn crop in a eutrophic Red Latosol (Oxisol). The study was carried out in the Experimental Station of the Regional Pole of the Sao Paulo Northwest Agribusiness Development (APTA), in Votuporanga, State of Sao Paulo, Brazil. The experimental design was randomized complete blocks with nine treatments and four replications, consisting of five N rates: 0, 55, 95, 135 and 175 kg ha(-1), 15 kg ha-l applied in the seeding and the remainder in top dressing: 40 and 80 kg ha(-1) N at forty days after seeding (DAS), or 1/2 + 1/2 at 20 and 40 DAS; 120 kg ha-1 N split in 1/2 + 1/2 or 1/3 + 1/3 + 1/3 at 20, 40 or 60 DAS; 160 kg ha(-1) N split in 1/4 + 3/8 + 3/8 or 114 + 1/4 + 1/4 + 1/4 at 20, 40, 60 and 80 DAS. The application of 135 kg ha-l of N split in three times provided the best benefit/cost ratio. The non-application of N provided the lowest economic return, proving to be unviable.

Using Bayesian networks with rule extraction to infer the risk of weed infestation in a corn-crop

This paper describes the modeling of a weed infestation risk inference system that implements a collaborative inference scheme based on rules extracted from two Bayesian network classifiers. The first Bayesian classifier infers a categorical variable value for the weed-crop competitiveness using as input categorical variables for the total density of weeds and corresponding proportions of narrow and broad-leaved weeds. The inferred categorical variable values for the weed-crop competitiveness along with three other categorical variables extracted from estimated maps for the weed seed production and weed coverage are then used as input for a second Bayesian network classifier to infer categorical variables values for the risk of infestation. Weed biomass and yield loss data samples are used to learn the probability relationship among the nodes of the first and second Bayesian classifiers in a supervised fashion, respectively. For comparison purposes, two types of Bayesian network structures are considered, namely an expert-based Bayesian classifier and a naive Bayes classifier. The inference system focused on the knowledge interpretation by translating a Bayesian classifier into a set of classification rules. The results obtained for the risk inference in a corn-crop field are presented and discussed. (C) 2009 Elsevier Ltd. All rights reserved.