Estimação do volume de árvores utilizando redes neurais artificiais

Rede neural artificial consiste em um conjunto de unidades que contêm funções matemáticas, unidas por pesos. As redes são capazes de aprender, mediante modificação dos pesos sinápticos, e generalizar o aprendizado para outros arquivos desconhecidos. O projeto de redes neurais é composto por três etapas: pré-processamento, processamento e, por fim, pós-processamento dos dados. Um dos problemas clássicos que podem ser abordados por redes é a aproximação de funções. Nesse grupo, pode-se incluir a estimação do volume de árvores. Foram utilizados quatro arquiteturas diferentes, cinco pré-processamentos e duas funções de ativação. As redes que se apresentaram estatisticamente iguais aos dados observados também foram analisadas quanto ao resíduo e à distribuição dos volumes e comparadas com a estimação de volume pelo modelo de Schumacher e Hall. As redes neurais formadas por neurônios, cuja função de ativação era exponencial, apresentaram estimativas estatisticamente iguais aos dados observados. As redes treinadas com os dados normalizados pelo método da interpolação linear e equalizados tiveram melhor desempenho na estimação.

A geometria fractal da rede de drenagem da bacia hidrográfica do Caeté, Alfredo Wagner-SC

Os objetivos deste trabalho foram estimar e avaliar a dimensão fractal da rede de drenagem da bacia hidrográfica do Caeté, em Alfredo Wagner, SC, a partir de diferentes métodos, com o propósito de caracterizar as formas geomorfológicas irregulares. A rede de drenagem apresenta propriedades multifractais. As dimensões fractais para os segmentos individuais (df) e para a rede de drenagem inteira (Df) foram determinadas por métodos que se fundamentaram nas razões de Horton e pelo método da contagem de caixas (Box-Counting). A rede de drenagem tem característica de autoafinidade. A dimensão fractal proveniente da relação de parâmetros obtidos pelas Leis de Horton apresentou resultados dentro dos limiares da teoria da geometria fractal.

Aplicação de redes neurais artificiais para estimação da altura de povoamentos equiâneos de eucalipto

Este trabalho teve como objetivos aumentar a precisão das estimativas de altura de árvores e diminuir a necessidade de aferição da altura em campo, levando à redução dos custos no inventário florestal através da construção e validação de um modelo de estimação da altura de árvores em povoamentos de eucalipto com a utilização de redes neurais artificiais. Os dados utilizados consistiram em três clones, compreendendo cerca de 3.000 árvores em 145 parcelas permanentes com área média de 215 m², mensuradas em seis ocasiões (idades). As variáveis utilizadas para estimar a altura total das árvores dividiram-se em quantitativas: idade (meses), diâmetro com casca a 1,30 m de altura a partir da superfície do solo (dap) e altura dominante média da parcela; e qualitativa: tipo de solo com as respectivas classes. Para validação e aplicação da metodologia proposta, foram consideradas duas situações: (a) quando há a introdução de um novo material genético e não existem informações sobre a relação hipsométrica deste; (b) quando já se conhece a tendência de crescimento em altura dos povoamentos implantados, obtida pela existência de medições em parcelas de IFC. Com as metodologias testadas, obtiveram-se valores de coeficiente de correlação superiores a 0,99. As metodologias mostraram-se eficientes para alcançar os objetivos propostos, garantindo alta precisão das estimativas obtidas através das redes neurais artificiais.

Redes neurais artificiais para estimação do volume de árvores

Objetivou-se propor neste estudo uma metodologia com a utilização de Redes Neurais Artificiais (RNA), para redução do número de árvores a serem cubadas durante o processo de geração de equações volumétricas. Os dados utilizados neste estudo foram provenientes de cubagens de 2.700 árvores de povoamentos clonais de eucalipto localizados no Sul da Bahia. O treinamento das RNA foi feito visando à obtenção de redes para a estimação do volume com e sem casca. Como variáveis de entrada, utilizaram-se o diâmetro à altura do peito - 1,30 m (dap), a altura e os diâmetros nas posições de 0,0; 0,5; 1,0; 1,5; 2,0; e 4,0 m do solo e os volumes obtidos até 2 e 4 m. A precisão do método foi feita com a aplicação do teste L&O. Avaliaram-se também a dispersão dos erros percentuais, o histograma de frequência dos erros percentuais e a raiz do erro quadrático médio (RMSE). A metodologia proposta neste estudo mostrou-se eficiente para a estimação do volume de árvores, sendo indicada para a obtenção do volume total com e sem casca de povoamentos de eucalipto, possibilitando a redução dos custos para a construção de equações volumétricas.

Influência da arquitetura na estimativa de volume de árvores individuais por meio de redes neurais artificiais

As redes neurais supervisionadas são compostas por unidades de processamento organizadas de forma paralela, em que cada uma delas computa determinadas funções matemáticas. As unidades são organizadas em camadas e ligadas por pesos sinápticos que ponderam as entradas, buscando ajustá-los a um padrão de saída previamente estabelecido. É fundamental a correta definição do número de camadas e da quantidade de neurônios em cada uma delas, uma vez que o treinamento é influenciado diretamente por esses parâmetros. Para explorar esse ponto, dados de cubagem de cinco empresas diferentes foram reunidos em uma planilha e, de forma aleatória, divididos em conjunto de treinamento e conjunto de validação. Os dados foram apresentados para três redes com arquiteturas diferentes. A avaliação foi feita por meio de gráficos de resíduos e teste t (p< = 0,05). Com base nos resultados, foi possível concluir que, para obter estimativas de volume por árvore, a rede neural deve ser construída com mais de 10 neurônios na primeira camada, sendo recomendado o uso de mais de uma camada intermediária.

Utilização de redes neurais artificiais para a projeção da distribuição diamétrica de povoamento equiâneos

Objetivou-se neste estudo desenvolver e avaliar a aplicação de redes neurais artificiais para a projeção de parâmetros da distribuição Weibull. Utilizaram-se dados de parcelas permanentes de eucaliptos, mensuradas em oito ocasiões. Ajustou-se a função Weibull com dois parâmetros para todas as parcelas e ocasiões, pelo método da máxima verossimilhança. A projeção da distribuição diamétrica foi feita através de redes neurais artificiais. Comparou-se o método proposto com o método tradicionalmente utilizado na modelagem da distribuição diamétrica. Os modelos utilizando RNA apresentaram melhorias na dispersão gráfica dos resíduos, bem como das estatísticas avaliadas. O método proposto mostrou-se superior ao método comumente usado.

Compartimentação fisiográfica para análise ambiental do potencial erosivo a partir das propriedades da rede de drenagem

O presente trabalho teve como objetivo compartimentar a sub-bacia do Baixo Rio Piracicaba - SP, em unidades homogêneas quanto à potencialidade à erosão visando a subsidiar o gerenciamento ambiental. A importância desta pesquisa concentra-se no intenso desenvolvimento dos processos erosivos na área em foco e na sua importância socioeconômica em níveis estadual e nacional. O procedimento adotado para atingir o objetivo foi a análise da rede de drenagem e dos lineamentos obtidos pelas imagens TM/Landsat-5. O resultado obtido foi a divisão da área em quatro compartimentos quanto à potencialidade à erosão: muito alta, alta, média e baixa. Concluiu-se que a área estudada é heterogênea, com regiões sujeitas a diferentes intensidades de processos erosivos e que a sistemática adotada se mostrou eficiente para caracterizar as compartimentações fisiográficas da potencialidade erosiva, e essas compartimentações podem e devem ser utilizadas como ponto de partida para estudos ambientais e de utilização do território, em consonância com o desenvolvimento sustentável.

Material envoltório na drenagem subterrânea

Em solos de baixa estabilidade estrutural, o transporte, pela água, de partículas do solo para o interior do tubo drenante pode contribuir para o colapso de sistemas de drenagem, devendo o mesmo ser evitado com o uso adequado de envoltório, considerando a importância da drenagem para uma produção agrícola sustentável. Diante disso, esta pesquisa foi realizada com o objetivo de estudar o comportamento de três materiais envoltórios, sendo dois amplamente utilizados, bidim OP-20 e brita zero, e outro composto de espuma com 5 mm de espessura, que é um material não-convencional. Os tubos drenantes utilizados foram o Drenoflex e o Kananet, com diâmetro nominal de 65 e 75 mm, respectivamente. O desempenho dos envoltórios foi avaliado pela resistência de entrada e descarga, parâmetros tradicionalmente recomendados para esse tipo de análise. Verificou-se que os envoltórios avaliados apresentaram desempenhos hidráulicos satisfatórios, sendo o envoltório em brita zero superior, seguido do material espuma. Concluiu-se, então, que a espuma pode ser utilizada como material envoltório alternativo na drenagem, apresentando, inclusive, desempenho hidráulico superior ao envoltório em manta bidim OP-20.

Uso de redes neurais artificiais na identificação de vocalização de suínos

O bem-estar dos animais tem sido importante tópico de pesquisa na produção animal, principalmente no tocante às formas de sua avaliação. Na avaliação do bem-estar animal, a vocalização mostra-se como ferramenta interessante, por fornecer dados de forma não-invasiva, podendo também ser facilmente automatizada. O presente trabalho teve o objetivo de implementar algoritmo baseado em redes neurais artificiais, capaz de reconhecer vocalizações relacionadas com padrões indicativos de bem-estar. A pesquisa teve duas partes, sendo a primeira o desenvolvimento do algoritmo, e a segunda, sua validação com dados de campo. Registros prévios permitiram o desenvolvimento do algoritmo, a partir de comportamentos observados em porcas alojadas em gaiolas de maternidade. O software Matlab® foi utilizado na implementação da rede. Foi selecionado um algoritmo de gradiente de retropropagação para treinar a rede com os seguintes critérios de parada: máximo de 5.000 iterações ou soma quadrática do erro menor que 0,1. A validação deu-se com porcas e leitões alojados em granja comercial. Dentre os comportamentos usuais, os que mereceram destaque foram: a disputa por alimento no momento das mamadas e o eventual risco de agressão involuntária entre os leitões ou entre esses e a porca. O algoritmo foi capaz de reconhecer, por meio da intensidade do ruído, a situação inerente ao risco de redução do bem-estar dos leitões.

Reconhecimento de variedades de soja por meio do processamento de imagens digitais usando redes neurais artificiais

Neste trabalho, foi aplicado o processamento de imagens digitais auxiliado pelas Redes Neurais Artificiais (RNA) com a finalidade de identificar algumas variedades de soja por meio da forma e do tamanho das sementes. Foram analisadas as seguintes variedades: EMBRAPA 133, EMBRAPA 184, COODETEC 205, COODETEC 206, EMBRAPA 48, SYNGENTA 8350, FEPAGRO 10 e MONSOY 8000 RR, safra 2005/2006. O processamento das imagens foi constituído pelas seguintes etapas: 1) Aquisição da imagem: as amostras de cada variedade foram fotografadas por máquina fotográfica Coolpix995, Nikon, com resolução de 3.34 megapixels; 2) Pré-processamento: um filtro de anti-aliasing foi aplicado para obter tons acinzentados da imagem; 3) Segmentação: foi realizada a detecção das bordas das sementes (Método de Prewitt), dilatação dessas bordas e remoção de segmentos não-necessários para a análise. 4) Representação: cada semente foi representada na forma de matriz binária 130x130, e 5) Reconhecimento e interpretação: foi utilizada uma rede neural feedforward multicamadas, com três camadas ocultas. O treinamento da rede foi realizado pelo método backpropagation. A validação da RNA treinada mostrou que o processamento aplicado pode ser usado para a identificação das variedades consideradas.

Desempenho de equipamentos utilizados para o fechamento de taipas abertas para drenagem no arroz irrigado

RESUMO Na semeadura do arroz irrigado, é necessária a boa drenagem da área, sendo realizados drenos cortando as taipas transversalmente. Para o estabelecimento da lâmina de irrigação definitiva, é necessário o fechamento destes drenos realizado pelos agricultores por meio de diversas maneiras. O estudo de tempos e movimentos de diferentes operações agrícolas é uma importante ferramenta para a obtenção de dados que reflitam o desempenho das mesmas. Dessa forma, o presente trabalho objetivou avaliar o desempenho de cinco equipamentos utilizados na lavoura orizícola, na operação de fechamento de taipas abertas para drenagem (entaipadora de base larga, braço valetador, caçamba "scraper", pá de corte e um protótipo desenvolvido para realizar esta operação), em duas diferentes áreas (coxilha e várzea). Após a avaliação, verificou-se que há diferenças entre os equipamentos utilizados, sendo o protótipo superior aos demais para as variáveis tempo total de operação, eficiência de tempo sem tempo gasto com deslocamento entre taipas, capacidade efetiva de campo e consumo de combustível por taipa.

Trauma torácico: fatores de risco de complicações pleuropulmonares pós-drenagem pleural fechada

O objetivo do presente estudo foi avaliar a importância dos fatores de risco na gênese das complicações pleuropulmonares, pós-drenagem pleural fechada. Analisou-se, prospectivamente, no período de janeiro de 1998 a junho de 1999, um total de 167 pacientes submetidos à drenagem pleural fechada, sendo estratificados em dois grupos selecionados para um estudo de acompanhamento de coortes. Ao grupo controle, de 104 pacientes, não foi administrada antibioticoterapia e, no grupo experimental, de 63 pacientes, a cefalotina foi a droga utilizada. A idade no grupo-controle variou entre 13 e 53 anos (26,8±8,9) e no grupo experimental entre 15 e 57 (24,9±7,9), predominando o sexo masculino (95,2%), nos dois grupos estudados. O trauma aberto incidiu em 92,8% dos pacientes, com predominância para as feridas por arma branca em 58,7%, contra 24,6% de feridas por projétil de arma de fogo. As complicações pleuropulmonares estiveram presentes em 35 pacientes (33,78%) do grupo controle, ao passo que, no grupo experimental, apenas 18 (28,6%) evoluíram com este tipo de complicação. Não ocorreram óbitos em ambas as séries estudadas. Nas análises estatísticas, o modelo bivariado mostrou que o tipo de trauma e o tempo de drenagem pleural foram as variáveis que mais importância tiveram como fatores preditivos de complicações. Na análise de regressão logística multivariada, as variáveis tempo de internação, trauma fechado e volume de sangue drenado maior do que 500ml, quando associadas, influenciaram de maneira positiva a ocorrência de complicações.

Drenagem endoscópica de abscesso pancreático

Surgical drainage is still considered the gold standard treatment of pancreatic abscess. Patients with high surgical risk, however, require alternative therapy. The authors report three cases of pancreatic abscess that were treated endoscopically. In patients who met endoscopic drainage criteria, treatment was effective, though one case did require surgical intervention as a result of gastric puncture point bleeding. After this initial experience, we believe that endoscopic drainage should be considered in selected cases.

Sistema de drenagem torácica e uso de antimicrobianos: avaliação bacteriológica após troca do frasco coletor com seu conteúdo com 12 e 24 horas

OBJETIVO: Avaliar a contaminação bacteriológica do líquido de drenagem torácica sob sistema fechado, após troca com 12 e 24 horas do frasco coletor e de seu conteúdo, em pacientes sob drenagem torácica, em vigência ou não de antibióticos. MÉTODO: Investigou-se o líquido de 54 drenagens torácicas, sob sistema fechado, de 44 pacientes com trauma torácico fechado ou com pneumotórax espontâneo, divididos em dois grupos, de acordo com o tempo de intervalo na substituição da solução de soro fisiológico e do frasco coletor. No grupo A (23 pacientes: 28 drenagens) a troca foi realizada a cada 12 horas e no grupo B (21 pacientes: 26 drenagens) com troca a cada 24 horas. Foram empregados os testes de distribuição normal para análise dos dados paramétricos e qui-quadrado para análise dos dados não paramétricos. Excluiu-se os casos de empiemas pleurais e traumas torácicos por arma de fogo ou arma branca. RESULTADOS: Dos 44 pacientes submetidos à drenagem torácica,15 (34,2%) apresentavam hemopneumotórax, 13 (29,5%) pneumotórax isoladamente, seis (13,6%) hemotórax, seis (13,6%) pós-toracotomia, três (6,8%) por derrame pleural e um (2,3%) por enfisema subcutâneo. Não houve diferença significativa quanto ao uso de antibióticos ou ao número de culturas positivas (onze em cada) nos dois grupos, mesmo quando se analisou o número de novos casos positivos diários em cada grupo (p>0,05). CONCLUSÃO: Através deste estudo constatou-se que a substituição do frasco coletor e do líquido drenado neste frasco, pelo soro fisiológico estéril, tanto por intervalo de tempo de 12h quanto 24h, não mostrou diferença nos índices de colonização bacteriana, independente do uso de antimicrobianos.

A drenagem pleural pré-hospitalar: apresentação de mecanismo de válvula unidirecional

OBJETIVO: O objetivo do presente estudo é apresentar um mecanismo de válvula unidirecional para substituição do selo de água na drenagem pleural tubular fechada, em ambiente pré-hospitalar, bem como registrar os resultados de seu uso inicial no SAMU-Campinas/SP/Brasil. MÉTODO: Foram realizadas 22 (vinte e duas) drenagens pleurais com válvula em doentes vítimas de traumatismo ou pneumotórax espontâneo, todos em ambiente pré-hospitalar, de forma prospectiva, não randomizada. RESULTADOS: O débito total de líquidos através da válvula variou de zero a 1500 ml, com média de 700 ± 87,4 ml, para um tempo de percurso em média de 18 ± 1,1 minutos, variando de 8 a 26 minutos. A frequência cardíaca inicial foi 120 ± 2,7 bpm e final de 100 ± 2 bpm (p 0,00) e a frequência respiratória inicial foi 24 ± 0,8 ipm e o valor final foi de 15 ± 0,3 ipm (p 0,03). Houve apenas duas falhas mecânicas do sistema e uma foi corrigida pela substituição da mesma, trazudindo num índice de sucesso de 95,4% neste trabalho. CONCLUSÃO: Levando em conta exame físico inicial com o exame físico final, bem como pela quantificação de débitos, concluímos que a válvula mostrou-se eficiente e funcionante, e que é segura para o uso em urgências pré-hospitalares.