Multiple Geotechnological Tools Applied to Digital Mapping of Tropical Soils

ABSTRACT In recent years, geotechnologies as remote and proximal sensing and attributes derived from digital terrain elevation models indicated to be very useful for the description of soil variability. However, these information sources are rarely used together. Therefore, a methodology for assessing and specialize soil classes using the information obtained from remote/proximal sensing, GIS and technical knowledge has been applied and evaluated. Two areas of study, in the State of São Paulo, Brazil, totaling approximately 28.000 ha were used for this work. First, in an area (area 1), conventional pedological mapping was done and from the soil classes found patterns were obtained with the following information: a) spectral information (forms of features and absorption intensity of spectral curves with 350 wavelengths -2,500 nm) of soil samples collected at specific points in the area (according to each soil type); b) obtaining equations for determining chemical and physical properties of the soil from the relationship between the results obtained in the laboratory by the conventional method, the levels of chemical and physical attributes with the spectral data; c) supervised classification of Landsat TM 5 images, in order to detect changes in the size of the soil particles (soil texture); d) relationship between classes relief soils and attributes. Subsequently, the obtained patterns were applied in area 2 obtain pedological classification of soils, but in GIS (ArcGIS). Finally, we developed a conventional pedological mapping in area 2 to which was compared with a digital map, ie the one obtained only with pre certain standards. The proposed methodology had a 79 % accuracy in the first categorical level of Soil Classification System, 60 % accuracy in the second category level and became less useful in the categorical level 3 (37 % accuracy).

Multispectral remote sensing for site-specific nitrogen fertilizer management

The objective of this work was to evaluate the use of multispectral remote sensing for site-specific nitrogen fertilizer management. Satellite imagery from the advanced spaceborne thermal emission and reflection radiometer (Aster) was acquired in a 23 ha corn-planted area in Iran. For the collection of field samples, a total of 53 pixels were selected by systematic randomized sampling. The total nitrogen content in corn leaf tissues in these pixels was evaluated. To predict corn canopy nitrogen content, different vegetation indices, such as normalized difference vegetation index (NDVI), soil-adjusted vegetation index (Savi), optimized soil-adjusted vegetation index (Osavi), modified chlorophyll absorption ratio index 2 (MCARI2), and modified triangle vegetation index 2 (MTVI2), were investigated. The supervised classification technique using the spectral angle mapper classifier (SAM) was performed to generate a nitrogen fertilization map. The MTVI2 presented the highest correlation (R²=0.87) and is a good predictor of corn canopy nitrogen content in the V13 stage, at 60 days after cultivating. Aster imagery can be used to predict nitrogen status in corn canopy. Classification results indicate three levels of required nitrogen per pixel: low (0-2.5 kg), medium (2.5-3 kg), and high (3-3.3 kg).

Landscape structure in the northern coast of Paraná state, a hotspot for the brazilian Atlantic Forest conservation

The "Serra do Mar" region comprises the largest remnant of the Brazilian Atlantic Forest. The coast of the Paraná State is part of the core area of the "Serra do Mar" corridor and where actions for biodiversity conservation must be planned. In this study we aimed at characterizing the landscape structure in the APA-Guaraqueçaba, the largest protected area in this region, in order to assist environmental policies of this region. Based on a supervised classification of a mosaic of LANDSAT-5-TM satellite images (from March 2009), we developed a map (1:75,000 scale) with seven classes of land use and land cover and analyzed the relative quantities of forests and modified areas in slopes and lowlands. The APA-Guaraqueçaba is comprised mainly by the Dense Ombrophilous Forest (68.6% of total area) and secondary forests (9.1%), indicating a forested landscape matrix; anthropogenic and bare soil areas (0.8%) and the Pasture/Grasslands class (4.2%) were less representative. Slopes were less fragmented and more preserved (96.3% of Dense Ombrophilous Forest and secondary forest) than lowlands (71.3%), suggesting that restoration initiatives in the lowlands must be stimulated in this region. We concluded that most of the region sustains well-conserved ecosystems, highlighting the importance of Paraná northern coast for the biodiversity maintenance of the Atlantic Forest.

Mapping of use and occupation of the soil and irrigation water quality in the city of Salto do Lontra-Paraná, Brazil

The objective of this study consisted on mapping the use and soil occupation and evaluation of the quality of irrigation water used in Salto do Lontra, in the state of Paraná, Brazil. Images of the satellite SPOT-5 were used to perform the supervised classification of the Maximum Likelihood algorithm - MAXVER, and the water quality parameters analyzed were pH, EC, HCO3-, Cl-, PO4(3-), NO3-, turbidity, temperature and thermotolerant coliforms in two distinct rainfall periods. The water quality data were subjected to statistical analysis by the techniques of PCA and FA, to identify the most relevant variables in assessing the quality of irrigation water. The characterization of soil use and occupation by the classifier MAXVER allowed the identification of the following classes: crops, bare soil/stubble, forests and urban area. The PCA technique applied to irrigation water quality data explained 53.27% of the variation in water quality among the sampled points. Nitrate, thermotolerant coliforms, temperature, electrical conductivity and bicarbonate were the parameters that best explained the spatial variation of water quality.

Using fraction images derived from modis data for coffee crop mapping

Coffee production was closely linked to the economic development of Brazil and, even today, coffee is an important product of the national agriculture. The State of Minas Gerais currently accounts for 52% of the whole coffee area in Brazil. Remote sensing data can provide information for monitoring and mapping of coffee crops, faster and cheaper than conventional methods. In this context, the objective of this study was to assess the effectiveness of coffee crop mapping in Monte Santo de Minas municipality, Minas Gerais State, Brazil, from fraction images derived from MODIS data, in both dry and rainy seasons. The Spectral Linear Mixing Model was used to derive fraction images of soil, coffee, and water/shade. These fraction images served as input data for the supervised automatic classification using the SVM - Support Vector Machine approach. The best results concerning Overall Accuracy and Kappa Index were obtained in the classification of the dry season, with 67% and 0.41, respectively.

Manual and semi-automatic quantification of in vivo ¹H-MRS data for the classification of human primary brain tumors

In vivo proton magnetic resonance spectroscopy (¹H-MRS) is a technique capable of assessing biochemical content and pathways in normal and pathological tissue. In the brain, ¹H-MRS complements the information given by magnetic resonance images. The main goal of the present study was to assess the accuracy of ¹H-MRS for the classification of brain tumors in a pilot study comparing results obtained by manual and semi-automatic quantification of metabolites. In vivo single-voxel ¹H-MRS was performed in 24 control subjects and 26 patients with brain neoplasms that included meningiomas, high-grade neuroglial tumors and pilocytic astrocytomas. Seven metabolite groups (lactate, lipids, N-acetyl-aspartate, glutamate and glutamine group, total creatine, total choline, myo-inositol) were evaluated in all spectra by two methods: a manual one consisting of integration of manually defined peak areas, and the advanced method for accurate, robust and efficient spectral fitting (AMARES), a semi-automatic quantification method implemented in the jMRUI software. Statistical methods included discriminant analysis and the leave-one-out cross-validation method. Both manual and semi-automatic analyses detected differences in metabolite content between tumor groups and controls (P < 0.005). The classification accuracy obtained with the manual method was 75% for high-grade neuroglial tumors, 55% for meningiomas and 56% for pilocytic astrocytomas, while for the semi-automatic method it was 78, 70, and 98%, respectively. Both methods classified all control subjects correctly. The study demonstrated that ¹H-MRS accurately differentiated normal from tumoral brain tissue and confirmed the superiority of the semi-automatic quantification method.

Geostatistics and remote sensing methods in the classification of images of areas cultivated with citrus

This study compares the precision of three image classification methods, two of remote sensing and one of geostatistics applied to areas cultivated with citrus. The 5,296.52ha area of study is located in the city of Araraquara - central region of the state of São Paulo (SP), Brazil. The multispectral image from the CCD/CBERS-2B satellite was acquired in 2009 and processed through the Geographic Information System (GIS) SPRING. Three classification methods were used, one unsupervised (Cluster), and two supervised (Indicator Kriging/IK and Maximum Likelihood/Maxver), in addition to the screen classification taken as field checking.. Reliability of classifications was evaluated by Kappa index. In accordance with the Kappa index, the Indicator kriging method obtained the highest degree of reliability for bands 2 and 4. Moreover the Cluster method applied to band 2 (green) was the best quality classification between all the methods. Indicator Kriging was the classifier that presented the citrus total area closest to the field check estimated by -3.01%, whereas Maxver overestimated the total citrus area by 42.94%.

Propagação vegetativa de porta-enxertos de pereira por estacas semi-lenhosas

Pesquisou-se a viabilidade técnica da propagação vegetativa dos porta-enxertos de pereira 'Taiwan Nashi-C', 'Taiwan Mamenashi' (Pyrus calleryana Dcne.) e 'Seleção IAC-1' (Pyrus spp.), por estacas semi-lenhosas. O experimento foi conduzido em telado equipado com sistema de nebulização intermitente, pertencente ao Núcleo de Pesquisa e Desenvolvimento do Jardim Botânico, do Instituto Agronômico (IAC), em Campinas, Estado de São Paulo. Adotou-se o fatorial 3 x 4 (porta-enxertos x doses de ácido indolbutírico), com cinco repetições de 20 estacas, em delineamento inteiramente casualizado. Com os resultados obtidos aos 60 dias após a estaquia, conclui-se que: a) é tecnicamente possível a propagação dos porta-enxertos 'Taiwan Nashi-C', 'Taiwan Mamenashi' e 'Seleção IAC-1' por estacas semi-lenhosas; b) dentre os porta-enxertos pesquisados, 'Taiwan Nashi-C' apresenta a maior porcentagem de enraizamento, a menor porcentagem de estacas com calo, além do maior comprimento de raízes e número de raízes por estaca; c) é necessário o uso de ácido indolbutírico para o enraizamento de estacas semi-lenhosas desses porta-enxertos, sendo que, no conjunto das variáveis analisadas, as concentrações de 4.000 mg.L-1 e de 6.000 mg.L-1 proporcionam os maiores benefícios ao enraizamento adventício; d) as concentrações de ácido indolbutírico testadas não são fitotóxicas às estacas semi-lenhosas dos genótipos pesquisados.

Using different satellite imagery and classification techniques to assess the contribution of trees outside forests in the municipality of Maringá, Brazil

Forest cover of the Maringá municipality, located in northern Parana State, was mapped in this study. Mapping was carried out by using high-resolution HRC sensor imagery and medium resolution CCD sensor imagery from the CBERS satellite. Images were georeferenced and forest vegetation patches (TOFs - trees outside forests) were classified using two methods of digital classification: reflectance-based or the digital number of each pixel, and object-oriented. The areas of each polygon were calculated, which allowed each polygon to be segregated into size classes. Thematic maps were built from the resulting polygon size classes and summary statistics generated from each size class for each area. It was found that most forest fragments in Maringá were smaller than 500 m². There was also a difference of 58.44% in the amount of vegetation between the high-resolution imagery and medium resolution imagery due to the distinct spatial resolution of the sensors. It was concluded that high-resolution geotechnology is essential to provide reliable information on urban greens and forest cover under highly human-perturbed landscapes.

Comparison of methods for classification of the coefficient of variation in papaya

ABSTRACT The objective of this work was to study the distribution of values of the coefficient of variation (CV) in the experiments of papaya crop (Carica papaya L.) by proposing ranges to guide researchers in their evaluation for different characters in the field. The data used in this study were obtained by bibliographical review in Brazilian journals, dissertations and thesis. This study considered the following characters: diameter of the stalk, insertion height of the first fruit, plant height, number of fruits per plant, fruit biomass, fruit length, equatorial diameter of the fruit, pulp thickness, fruit firmness, soluble solids and internal cavity diameter, from which, value ranges were obtained for the CV values for each character, based on the methodology proposed by Garcia, Costa and by the standard classification of Pimentel-Gomes. The results obtained in this study indicated that ranges of CV values were different among various characters, presenting a large variation, which justifies the necessity of using specific evaluation range for each character. In addition, the use of classification ranges obtained from methodology of Costa is recommended.

Processo de trabalho e grupos semi-autônomos: a evolução da experiência sueca de Kalmar aos anos 90

Este trabalho visa a apresentar o desenvolvimento recente de novas formas de organização da produção e do trabalho na Suécia, em especial no que se refere ao setor automotivo (ônibus, caminhões e automóveis). Apresentam-se em detalhes as características da mais recente planta do grupo Volvo, denominada Uddevalla, projetada segundo o conceito de dock-assembly. É introduzida também uma discussão sucinta acerca de semelhanças e diferenças entre esse caso e outros como, por exemplo, o da planta da Toyota no Japão. Por fim, procurase reforçar a importância da consideração de soluções novas - e adaptadas - ao caso brasileiro, no que diz respeito a formas de organização do trabalho que contribuam para aumento da produtividade (em um sentido amplo) dos sistemas de produção.

Prática do aleitamento materno em comunidades rurais do semi-árido baiano

Com o objetivo de conhecer p estabelecimento e duração do aleitamento materno total e exclusivo em comunidades rurais do Semi-Árido Baiano, Brasil, foram estudadas 226 crianças de O a 2 anos de idade, filhas de pequenos produtores rurais que vivem numa das regiões mais secas do nordeste brasileiro, de pobreza absoluta. Os dados referem-se a todas as crianças da família que à data do estudo tinham até 2 anos de idade. Os dados foram coletados por meio de formulários aplicados às mães ou responsáveis pelo menor, no período de 1988 a 1989. A tábua de vida foi o recurso estatístico utilizado para o cálculo da duração mediana do evento. Das 226 crianças que integraram o estudo, 91,6 iniciaram a amamentação ao peito. A duração mediana do aleitamento total foi de 90,28 dias e o aleitamento exclusivo apresentou duração mediana de 0,1 dia. Ainda que o estabelecimento da amamentação ao peito possa ser considerado alto, a duração mediana do aleitamento total foi extrememente curta, e o aleitamento exclusivo foi desprezível.

Hipovitaminose A em crianças de áreas rurais do semi-árido baiano

Objetivou-se avaliar a distribuição e a magnitude da deficiência de vitamina A e o consumo dietético de 161 crianças de 6 a 72 meses de idade, de áreas rurais do Município de Cansanção-Bahia, Brasil. Os níveis de retinol sérico foram medidos pelo método espectrofotométrico (Bessey-Lowry modificado por Araújo e Flores, 1978). A média do retinol sérico distribuiuse homogeneamente entre as diferentes faixas etárias. Níveis inadequados de retinol sérico (deficiente <10,0 µg/dl e baixos <20,0 µg/dl) foram detectados em 44,7% das crianças, caracterizando a deficiência como problema de saúde pública. Os níveis de retinol sérico não mostraram associação estatisticamente significante com sexo e idade das crianças, contudo as menores de 24 meses apresentaram prevalência mais alta de níveis inadequados. A principal fonte de vitamina A, disponível para essas crianças, é representada pelos carotenóides, em especial beta-caroteno. Foi observada maior diversificação no consumo dos alimentos de conteúdos moderado e baixo em vitamina A no grupo de 24 a 72 meses de idade, sem contudo assegurar níveis adequados de retinol sérico para este grupo etário.

Situação nutricional e alimentar de pré-escolares no semi-árido da Bahia (Brasil): I.Avaliação antropométrica

Foram estudados 754 pré-escolares de áreas urbanas de sete municípios do semi-árido da Bahia, Brasil. Os objetivos foram determinar a prevalência de déficit ponderal e estatural, indicativos de desnutrição atual e/ou pregressa e sua associação com a idade, sexo, renda em salário-mínimo (SM), escolaridade materna e adequação do consumo alimentar. Encontrou-se 22,9% de crianças com altura/idade abaixo de -2,0 DP (desnutrição pregressa), 19,1% com peso/idade e 3,6% com peso/altura abaixo de -2,0 DP (desnutrição atual). Em relação ao inquérito dietético somente 6,8% das crianças haviam consumido no dia anterior uma dieta que suprisse os requerimentos energéticos para sua faixa etária. Houve forte associação entre os indicadores A/l e P/l inadequados com renda familiar per capita (p=0,001 e p=0,000, respectivamente); crianças de famílias com renda per capita < 1/4 SM tinham duas vezes mais chance de estar desnutridas se comparadas com as do estrato de renda >1/2 SM. Em relação ao P/A como também P/l, os pré-escolares estudados no semi-árido apresentaram prevalências significativamente superiores às encontradas por pesquisa nacional realizada na mesma época (p=0,047 e p=0,000, respectivamente). Esses achados surpreendem, já que nas últimas décadas tem sido demonstrada no Brasil uma melhoria signifivativa na desnutrição e mortalidade infantil e parecem indicar que as crianças do semi-árido não lograram ainda alcançar os mesmos benefícios que o restante da população infantil brasileira.

Situação nutricional e alimentar de pré-escolares no semi-árido da Bahia (Brasil): II ­ Hipovitaminose A

Foram estudados 754 pré-escolares de áreas urbanas de sete municípios do semi-árido do Estado Bahia, Brasil, com o objetivo de determinar a prevalência da hipovitaminose A e sua associação com a idade, sexo, renda em salário-mínimo, escolaridade materna e adequação dietética em vitamina A. Na amostra estudada não se registrou nenhum caso de sinais e/ou sintomas de xeroftalmia durante o exame clínico-oftalmológico. Em 563 crianças foi possível a coleta de sangue para determinação de retinol sérico; encontrou-se um valor médio de 20,3 µg/dl (DP=10,8µg/dl) e uma prevalência de 15,3% de níveis deficientes (abaixo de 10,0 µg/dl). Em todos os sete municípios estudados a prevalência de retinol sérico deficiente foi superior a 5,0% que é nível crítico proposto pela OMS para considerar a hipovitaminose A como problema de saúde pública. A distribuição de retinol sérico encontrada não teve relação com o sexo das crianças, mas com a idade, diminuindo a prevalência de níveis deficientes e baixos na medida em que a idade aumenta. Não se encontrou associação entre renda familiar per capita ou escolaridade materna e a prevalência de níveis de retinol deficiente. Os resultados de consumo alimentar provenientes do inquérito recordatório de 24h mostraram que apenas 8% das crianças consumiram quantidades adequadas de retinol ou de seus precursores; 66% ingeriam abaixo da metade e quase 35% delas não chegaram a ingerir nem um quarto da quantidade recomendada para sua faixa etária. A carência de vitamina A deve ser considerada como problema de saúde pública severo, tanto pela alta prevalência de níveis deficientes de retinol em todos os municípios como também pela dimensão da inadequação dietética.