Evaluating and classifying contaminated areas based on loss functions using annealing simulations

This paper presents a methodology based on geostatistical theory for quantifying the risks associated with heavy-metal contamination in the harbor area of Santana, Amapa State, Northern Brazil. In this area there were activities related to the commercialization of manganese ore from Serra do Navio. Manganese and arsenic concentrations at unsampled sites were estimated by postprocessing results from stochastic annealing simulations; the simulations were used to test different criteria for optimization, including average, median, and quantiles. For classifying areas as contaminated or uncontaminated, estimated quantiles based on functions of asymmetric loss showed better results than did estimates based on symmetric loss, such as the average or the median. The use of specific loss functions in the decision-making process can reduce the costs of remediation and health maintenance. The highest global health costs were observed for manganese. (c) 2008 Elsevier B.V. All rights reserved

Correlação linear e espacial entre o rendimento de grãos do feijoeiro e a resistência mecânica à penetração em um Latossolo Vermelho distrófico

A resistência mecânica à penetração apresentada pelo solo exerce grande influência sobre o desenvolvimento vegetal, uma vez que o crescimento das raízes, assim como o rendimento das culturas, varia de forma inversamente proporcional ao seu valor. No ano agrícola de 2001/2002, na Fazenda Experimental de Ensino e Pesquisa da Faculdade de Engenharia/UNESP - Campus de Ilha Solteira, foram analisados o rendimento de grãos do feijoeiro (PG) e a resistência mecânica à penetração (R), de um Latossolo Vermelho distrófico. O objetivo foi apurar diretrizes relacionadas com o aumento da produtividade agrícola em questão, estudando a correlação linear e a espacial entre a PG e a R. Foi instalada uma rede geoestatística para a coleta dos dados do solo e da planta, estabelecida com espaçamentos de 5 x 5 m e 2,5 x 2,5 m, que continham 120 pontos amostrais distribuídos numa área de 1.875 m². A correlação linear entre a PG e a R foi praticamente nula, uma vez que, dependendo das profundidades estudadas do solo, apresentou coeficientes de correlação (r) menores do que 0,20. A análise geoestatística apresentou boa estrutura de dependência espacial, tanto para a PG quanto para a R, quando analisadas isoladamente. Entretanto, a análise espacial conjunta de tais atributos apresentou-se inconsistente. Assim, com o aumento da resistência mecânica à penetração, em determinada região do solo ocorreu ora aumento, ora diminuição do rendimento de grãos do feijoeiro.

Correlação linear e espacial entre a produtividade de forragem, a porosidade total e a densidade do solo de Pereira Barreto (SP)

Em relação aos sistemas de manejo adotados pelo homem, a porosidade total e a densidade do solo são atributos ativamente alterados, refletindo decisivamente sobre a produtividade vegetal agrícola. No ano agrícola de 2005, na Fazenda Bonança, no município de Pereira Barreto, Estado de São Paulo, Brasil, foram analisadas a produtividade de forragem do milho outonal (MSF) no sistema plantio direto irrigado, a porosidade total (PT) e a densidade do solo (DS) em profundidade, em um Latossolo Vermelho distrófico. O objetivo foi estudar a variabilidade e as correlações lineares e espaciais entre os atributos da planta e do solo, visando selecionar um indicador da qualidade física do solo de boa representatividade para produtividade da forragem. Foi instalada a malha geoestatística, para coleta de dados do solo e planta, contendo 125 pontos amostrais, numa área de 2.500 m². Os atributos estudados, além de não terem variado aleatoriamente, apresentaram variabilidade dos dados entre média e baixa e seguiram padrões espaciais bem definidos, com alcance entre 6,8 e 23,7 m. Por sua vez, a correlação linear entre o atributo da planta e os do solo, em razão do elevado número de observações, foi baixa. As observações de melhor correlação com a MSF foram a DS1 e a PT1. Entretanto, do ponto de vista espacial, houve excelente correlação inversa entre a MSF e a DS1, assim como entre a DS1 e a PT1. Nos sítios onde a DS1 aumentou (1,45-1,64 kg dm-3) a MSF variou entre 11.653 e 14.552 kg ha-1; já naqueles onde diminuiu (1,35-1,45 kg dm-3) a MSF, ficou entre 14.552 e 17.450 kg ha-1. Portanto, a densidade global, avaliada na camada de 0-0,10 m (DS1), apresentou-se como satisfatório indicador da qualidade física do solo de Pereira Barreto (SP), quando destinado à produtividade de forragem do milho outonal.

Atributos físico-químicos de um Latossolo do Cerrado brasileiro e sua relação com características dendrométricas do eucalipto

A resistência mecânica à penetração do solo exerce grande influência sobre o crescimento e desenvolvimento vegetal, uma vez que o crescimento das raízes e o rendimento das culturas variam de forma inversamente proporcional ao seu valor. Por outro lado, a matéria orgânica e o pH do solo também são atributos relevantes ao crescimento das plantas, pois estão diretamente ligados à disponibilidade de nutrientes do solo. No ano agrícola 2005/2006, na Fazenda Experimental de Ensino e Pesquisa da Faculdade de Engenharia/UNESP, município de Selvíria, MS (22 º 23 ' de latitude S; 51 º 27 ' de longitude W), em um cultivo de Eucalyptus camaldulensis, foram analisados: (a) características dendrométricas da planta: volume de madeira (VOL), perímetro à altura do peito (PAP) e altura (ALT); e (b) atributos do solo em profundidade: resistência mecânica à penetração (RP), umidade gravimétrica (UG), matéria orgânica (MO) e o pH, num Latossolo Vermelho distrófico do Cerrado brasileiro. O objetivo foi estudar as correlações lineares e espaciais entre essas variáveis, buscando determinar indicadores de qualidade do solo para o eucalipto. Dados do solo e da planta foram coletados em uma malha geoestatística com 122 pontos amostrais, numa área de 1,98 ha. Os atributos da planta apresentaram média e alta variabilidade dos dados, ao passo que os do solo mostraram variabilidade baixa, média e alta. Os atributos VOL, PAP, ALT, RP, UG, MO e o pH não variaram aleatoriamente, seguindo padrões espaciais bem definidos, com alcances entre 17 e 169 m. As correlações lineares simples entre as características da planta e os atributos do solo foram baixas, porém significativas entre os pares VOL vs RP1, VOL vs RP5, VOL vs MO2 e VOL vs pH1. do ponto de vista espacial, ocorreu significativa variação inversa do VOL com a RP5 e o pH1. O pH do solo, amostrado de 0-0,15 m de profundidade, quando destinado à estimativa da produtividade de madeira do Eucalyptus camaldulensis, apresentou-se como potente indicador da qualidade do solo estudado de Selvíria.

Spatial and linear correlations between soil and corn

O conjunto de tecnologias aplicadas ao sistema de produção agrícola tem como características principais a verticalização da produtividade, diminuição de custos, melhoria nas características físicas, químicas e biológicas do solo para proporcionarem o crescimento sustentável do meio de produção. Desta forma, o trabalho teve como objetivo determinar a variabilidade e as correlações lineares e especiais entre os atributos da planta e do solo, visando selecionar um indicador da qualidade física do solo de boa representatividade para produção de forragem. No ano agrícola de 2006, na Fazenda Bonança, município de Pereira Barreto (SP), foram analisados a produtividade de forragem do milho outonal (FDM) em sistema plantio direto irrigado e os atributos físicos do solo, num Latossolo Vermelho distrófico. O objetivo foi estudar a variabilidade e as correlações lineares e espaciais entre os atributos da planta e os do solo, visando selecionar um indicador da qualidade física do solo de boa representatividade para a produtividade da forragem. Foi instalada a malha geoestatística, para coleta de dados do solo e planta, contendo 125 pontos amostrais, numa área de 2.500 m². Os atributos estudados, além de não terem variado aleatoriamente, apresentaram variabilidade dos dados entre baixa e muito alta e seguiram padrões espaciais bem definidos, com alcances entre 7,8 e 38,0 m. Por outro lado, a correlação linear entre os atributos da planta com o do solo foi baixa e extremamente significativa. Os pares Massa Seca de forragem versus Microporosidade e Diâmetro do colmo versus Densidade do Solo foram melhor correlacionados na camada de 0-0.10m, enquanto os outros pares - Massa Seca de Forragem versus Macroporosidade - e Porosidade Total - apresentaram correlação inversa para a mesma camada. Entretanto, do ponto de vista espacial, houve uma alta correlação inversa entre Massa Seca de Forragem com Microporosidade, de modo que a microporosidade na camada de 0-0.10m pode ser considerada um bom indicador de qualidade física do solo, tendo em vista a produção de forragem de milho.

Simulação geoestatística na caracterização espacial de óxidos de ferro em diferentes pedoformas

Os minerais da fração argila, goethita e hematita, são óxidos de ferro (Fe) indicadores pedoambientais com grande influência nos atributos físicos e químicos do solo. O conhecimento dos padrões espaciais desses óxidos auxilia a compreensão das interrelações de causa e efeito com os atributos do solo. Nesse sentido, a qualidade das estimativas espaciais produzidas pode alterar os resultados obtidos e, por consequência, as interpretações dos padrões espaciais obtidos. O presente estudo teve o objetivo de avaliar o desempenho dos métodos geoestatísticos de estimativas (KO) e simulações sequenciais gaussianas (SSG) na caracterização espacial de teores de óxidos de Fe, goethita (Gt) e hematita (Hm), em uma pedoforma côncava e outra convexa. Foram coletadas 121 amostras de solos em cada pedoforma de um Argissolo em pontos com espaçamentos regulares de 10 m. Os teores de óxidos de Fe foram obtidos por meio de difração de raios-X. Os dados foram submetidos a análises geoestatísticas por meio da modelagem do variograma e posterior interpolação por KO e SSG. A KO não refletiu a verdadeira variabilidade dos óxidos de Fe, hematita e goethita, demonstrando ser inapropriada para a caracterização espacial dos teores dos óxidos de Fe. Assim, o uso da SSG é preferível à krigagem quando a manutenção dos altos e baixos valores nas estimativas espaciais é necessária. O desempenho dos métodos geoestatísticos foi influenciado pelas pedoformas. Os mapas E-type devem ser recomendados em vez de mapas de KO para os óxidos de Fe, por serem ricos em detalhes e práticos na definição de zonas homogêneas para o manejo localizado em frente de KO, sobretudo em pedoforma côncava.

Aspectos lineares e espaciais da correlação entre a produtividade de forragem de milho e a porosidade do solo sob plantio direto

A porosidade do solo é de extrema importância à produtividade agrícola, uma vez que, em condições adversas, pode dificultar a penetração das raízes e, consequentemente, limitar o adequado aproveitamento dos nutrientes e da água disponível. Na Fazenda Bonança, em Pereira Barreto - SP, em 2005, foi analisada a produtividade de forragem do milho (MSF), a macroporosidade (MA), a microporosidade (MI) e a porosidade total (PT) de um Latossolo Vermelho distrófico (Acrustox Háplico), sob plantio direto, em três profundidades. O objetivo foi estudar as correlações lineares e espaciais entre os atributos da planta e do solo, na tentativa de selecionar, entre os do solo, um indicador da sua qualidade física de boa representatividade para a produtividade da forragem. Foi instalada a malha geoestatística para a coleta dos dados do solo e da planta, contendo 125 pontos amostrais numa área de 2.500 m². Os atributos estudados apresentaram variabilidade entre baixa e muito alta. Também, seguiram padrões espaciais claramente definidos, com alcances da dependência espacial entre 6,6 e 31,1 m. Apesar da correlação linear simples entre a MSF e a MI na profundidade de 0,10-0,20 m ter sido baixa, foi extremamente significativa. Contudo, do ponto de vista espacial, houve elevada correlação inversa entre tais variáveis. Assim, a MI2 apresentou-se como satisfatório indicador da qualidade física do solo de Pereira Barreto - SP, quando destinado à produtividade de forragem do milho.

Atributos físicos de um Latossolo Vermelho correlacionados linear e espacialmente com a consorciação de guandu com milheto

O sistema cultivo mínimo, por possibilitar pouca movimentação de solo, menor número de operações agrícolas sem incorporação dos resíduos vegetais, apresenta vantagens em razão do menor custo de preparo e da redução das perdas de solo e água. No ano agrícola de 2006/2007, na Fazenda de Ensino e Pesquisa da Faculdade de Engenharia de Ilha Solteira, SP, Brasil - FEIS/UNESP, situada nas condições do Cerrado Brasileiro, objetivou-se analisar a produtividade de massa de matéria seca da consorciação de forragem (guandu+milheto) (MSF), em função de atributos físicos do solo, tais como resistência à penetração (RP), umidade gravimétrica (UG), umidade volumétrica (UV) e densidade do solo (DS) nas profundidades de 0,0-0,10 m; 0,10-0,20 m e 0,20-0,30 m. Para tanto, foi instalado um ensaio, contendo 117 pontos amostrais, em um Latossolo Vermelho distroférrico, sob pivô central, numa área experimental de 1600 m² sob cultivo mínimo. A análise estatística constou de análise descritiva inicial dos atributos e análise das correlações lineares simples entre eles, e, finalmente, de análise geoestatística. do ponto de vista da correlação espacial, o atributo que mais bem explica a produtividade de massa de matéria seca da consorciação é a densidade do solo na camada de 0,20-0,30 m, com uma correlação inversa, indicando que as espécies se desenvolvem bem em solos adensados.

Spatial pattern detection modeling of thrips (Thrips tabaci) on onion fields

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Análise geoestatística de casos de hanseníase no Estado de São Paulo, 1991-2002

OBJETIVO: Analisar o padrão espacial da ocorrência dos casos de hanseníase para identificar áreas com probabilidade de riscos de transmissão da doença. MÉTODOS: Estudo ecológico, tendo como unidade de análise os municípios do Estado de São Paulo georreferenciados em seus centróides. A fonte de dados utilizada foi o banco informatizado dos casos de hanseníase notificados do Centro de Vigilância Epidemiológica do Estado de São Paulo, no período de 1991 a 2002. Utilizou-se de técnicas de geoestatística para a detecção das áreas de probabilidade de risco para hanseníase e quantificação da dependência espacial dos casos. RESULTADOS: Detectou-se o alcance de dependência espacial de 0,55 graus de coordenadas georreferenciadas, correspondendo aproximadamente a 60 km. As principais áreas de probabilidade de risco encontradas foram as regiões nordeste, norte e noroeste do Estado. CONCLUSÕES: A verificação de áreas com probabilidades de riscos de casos de hanseníase, utilizando-se a análise da dependência espacial, pode ser ferramenta útil para avaliar a situação de saúde e planejar alocação de recursos.

Modelo numérico do terreno obtido por diferentes métodos em cartas planialtimétricas

The digital elevation model is important to determine the slope and land use capability, therefore, a proposal of methodology for acquisition of elevation data contemplating an efficient algorithm to generate a slope map was developed. Thus, it was aimed to obtain and evaluate a digital elevation model without the vetorization of the contours on planialtimetric charts. The area for acquisition of elevation data was Sao Manuel, SP. The data were collected by two methods: level contour vetorization and the gathering of elevation points on the level contour with maximum elevation points. The elevation data were analyzed by geostatistical techniques. Inspite of wide difference in the number of collected points between two methods, the variograms were adjusted to the exponential model and showed a range of approximately 1500 m, which does not justify the wide difficulty in vetorization of the planialtimetric charts, once the data points collected in the area were appropriately distributed, they represented rightly the terrain surface.

Lógica fuzzy na avaliação da fertilidade do solo e produtividade do café conilon

The objective of this study was to analyze, using the geoestatistic and a system of classification fuzzy, the fertility of an experimental area with base in chemical attributes of the soil and its relationship with the productivity of the conilon coffee. The study was accomplished in the experimental farm of the INCAPER - ES. The soil samples were collected in the depth of 0 - 0.2 m, being analyzed the attributes: matches, potassium, calcium and magnesium, aluminum, sum of bases, cation exchange capacity (pH 7), and saturation percentage. The data were submitted to a descriptive, exploratory, and geostatistical analysis. A system of fuzzy classification was applied using the attributes described to infer about the fertility of the soil and its relationship with the productivity of the culture. The fertility possibility presented positive spatial relationship with the productivity of the culture, with higher values of this where the possibility of fertile soil is superior.

Variabilidade espacial da resistência do solo à penetração e do teor de água em sistema de plantio direto na cultura da soja

A harmful and limiting factor regarding culture productivity is soil compaction, a parameter that can be quantified by the resistance of the soil to penetration and highly influenced by water content. These variables present spatial and temporary variability, characteristics which can be determined by the geostatistical technique. In the light of the above, the present work had as its objective the study of spatial variability of soil resistance to penetration (RP) and water content in the soil (U) in soy culture. The RP values at depths of 0,00-0,10; 0,11-0,20 and 0,21-0,30 m varied from 2,9 to 4,28 MPa and are considered harmful to the root development of legumes, although they have not influenced soy productivity which was 3887 kg ha(-1). The medium water content of the soil was between 0,210 and 0,213 kg kg(-1) for the three depths studied. The resistance of the soil to penetration, expressed through semivariograms, presented spatial dependence at all depths, being adjusted to the spherical model at depths of 0,00-0,10m and exponential at depths of 0,110,20 and 0,21-0,30 m. The spatial variability for all studied layers presented a range of about 20m. The water content in the soil did not present spatial dependence for the depths, presenting randomized distribution.

The use of landforms to predict the variability of soil and orange attributes

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Spatial variability of infiltration and its relationship to some physical properties

Water infiltration into soil is one of the basic factors for estimating irrigation intensity according to the plants' requirements; this is aimed at avoiding problems of surface run-off and degradation. The purpose of the present investigation was to determine the spatial variation of infiltration and its relationship to some physical properties of soil by means of geostatistical techniques in Typic Plinthaquult soils having average texture and flat relief. A 113 point mesh was designned, having a regular distance of 10 m between points, samples being taken from 0 to 0.20 meters depth. Sand, silt and clay content, bulk density, macroporosity, microporosity and total porosity were determined. Infiltration tests were carried out in the field by means of a 15 cm diameter ring. Descriptive statistics and geostatistics were used for analysing the data. Infiltration, silt and microporosity data did not fit a normal distribution curve. Infiltration had high variability, having an average 36.03 mm h(-1). Total porosity was 56.73%, this being the only property that did not show spatial dependency. The smallest ranges were observed for bulk density, macroporosity and microporosity, having values of less than 40 m. The smallest degrees of spatial dependence were observed for infiltration, silt and clay, evidence also being shown of the influence of silt and clay on infiltration rate. Contour maps were constructed; fitting them to the semivariogram models, together with studying the correlations, led to establishing relationships between the properties.