Mapas de variabilidade do potencial de produtividade obtidos por satélites como instrumentos auxiliares às decisões sobre o manejo de nematóides na cultura da soja

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Mudanças no uso e cobertura da terra na bacia hidrográfica do Ribeirão do Rebojo entre 1971/1972 e 2007/2008. UGRHI Pontal do Paranapanema - SP

Pós-graduação em Geografia - FCT

Fenologia remota: uso de imagens digitais no acompanhamento fenológico de plantas em uma área de cerrado sensu stricto, no município de Itirapina, São Paulo

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Cyanobacteria detection in Guarapiranga Reservoir (São Paulo State, Brazil) using Landsat TM and ETM+ images

Algae bloom is one of the major consequences of the eutrophication of aquatic systems, including algae capable of producing toxic substances. Among these are several species of cyanobacteria, also known as blue-green algae, that have the capacity to adapt themselves to changes in the water column. Thus, the horizontal distribution of cyanobacteria harmful algae blooms (CHABs) is essential, not only to the environment, but also for public health. The use of remote sensing techniques for mapping CHABs has been explored by means of bio-optical modeling of phycocyanin (PC), a unique inland waters cyanobacteria pigment. However, due to the small number of sensors with a spectral band of the PC absorption feature, it is difficult to develop semi-analytical models. This study evaluated the use of an empirical model to identify CHABs using TM and ETM+ sensors aboard Landsat 5 and 7 satellites. Five images were acquired for applying the model. Besides the images, data was also collected in the Guarapiranga Reservoir, in São Paulo Metropolitan Region, regarding the cyanobacteria cell count (cells/mL), which was used as an indicator of CHABs biomass. When model values were analyzed excluding calibration factors for temperate lakes, they showed a medium correlation (R²=0.81, p=0.036), while when the factors were included the model showed a high correlation (R²=0.96, p=0.003) to the cyanobacteria cell count. The empirical model analyzed proved useful as an important tool for policy makers, since it provided information regarding the horizontal distribution of CHABs which could not be acquired from traditional monitoring techniques.

A Multiple-Vortex Tornado in Southeastern Brazil

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Caracterização gfeológico-geotécnica aplicada a gestão de risco no gasoduto GASBOL, trecho Ipeúna/SP - Itirapina/SP

The pipelines are characterized by the great length and linearity, these enterprises are usually associated with the horizon of soil and decomposed rock and accidents in this system usually have high complexity. So this work proposes a study of geological and geotechnical characterization of approximately 40 km ² and a study of risk analysis along 18.3 km of gas pipeline GASBOL, in the municipalities of Ipeúna-SP and Itirapina-SP, in scale 1:25.000, besides correlation between studies. The method for geological and geotechnical characterization is based on physiographic integrated analysis technique, which is supported by literature research, observation and interpretation of satellite imagery (photointerpretation), correlation of products numerical model of ground, fieldwork. The method adopted for risk classification is based on preliminary analysis of hazards (APP) technique, which is identified the geological process, this feature is classified as the susceptibility of occurrence, and then classified as the possible consequence of the process, if this evolves. As a product of the research, we designed a map in 1:25,000 scale, containing a table of geological and geotechnical characteristics of the mapped drives, as well as sectorization risk in each section of the pipeline. Were mapped geological and geotechnical seven units in the study area, delimited in excerpts of which five are classified as high risk, totaling 1.1 km in length of 18.3 km total

Influência do uso e ocupação da terra na dinâmica do rio São Lourenço - estado de Mato Grosso

This study aims to analyze the relationship between deforestation in the highlands of the São Francisco River Basin over the past 45 years due to agricultural activities and livestock , and the observed changes in the dynamics of the same river in the Pantanal of Mato Grosso , as sinuosity , discharge sediment , flow, points of erosion and morphological changes . It is observed that deforestation occurs in the plain and on the plateau , however with much more intensity in the latter, provided the extensive land use in the region . Thus, the study aims to contribute to a better understanding of the relationships between the uplands and flood plains . To achieve this goal will be used proper methods of geomorphological and geological sciences , with emphasis on the use of satellite imagery and hydrological data side . The research will include the following steps : I) literature review ; II) characterization geomorphological , geological , hydrological and climate , III) Dynamics of vegetation ; IV) Analysis of cause-effect relationships in the river system . Product analysis will suggest preventive measures to minimize the effects caused by the practices of use and occupation in the study area, as well as other regions suffer the same impacts

Dinâmica espaço-temporal da ocorrência de nematoides em seringueira

Pós-graduação em Ciência Florestal - FCA

Evaluation of operational SSM/I ice-concentration algorithms

The United States National Ice Center (NIC) provides weekly ice analyses of the Arctic and Antarctic using information from ice reconnaissance, ship reports and high-resolution satellite imagery. In cloud-covered areas and regions lacking imagery, the higher-resolution sources are augmented by ice concentrations derived from Defense Meteorological Satellite Program (DMSP) Special Sensor Microwave/Imager (SSMII) passive-microwave imagery. However, the SSMII-derived ice concentrations are limited by low resolution and uncertainties in thin-ice regions. Ongoing research at NIC is attempting to improve the utility of these SSMII products for operational sea-ice analyses. The refinements of operational algorithms may also aid future scientific studies. Here we discuss an evaluation of the standard operational ice-concentration algorithm, Cal/Val, with a possible alternative, a modified NASA Team algorithm. The modified algorithm compares favorably with CallVal and is a substantial improvement over the standard NASA Team algorithm in thin-ice regions that are of particular interest to operational activities.

QuMinS: fast and scalable querying, mining and summarizing multi-modal databases

Given a large image set, in which very few images have labels, how to guess labels for the remaining majority? How to spot images that need brand new labels different from the predefined ones? How to summarize these data to route the user’s attention to what really matters? Here we answer all these questions. Specifically, we propose QuMinS, a fast, scalable solution to two problems: (i) Low-labor labeling (LLL) – given an image set, very few images have labels, find the most appropriate labels for the rest; and (ii) Mining and attention routing – in the same setting, find clusters, the top-'N IND.O' outlier images, and the 'N IND.R' images that best represent the data. Experiments on satellite images spanning up to 2.25 GB show that, contrasting to the state-of-the-art labeling techniques, QuMinS scales linearly on the data size, being up to 40 times faster than top competitors (GCap), still achieving better or equal accuracy, it spots images that potentially require unpredicted labels, and it works even with tiny initial label sets, i.e., nearly five examples. We also report a case study of our method’s practical usage to show that QuMinS is a viable tool for automatic coffee crop detection from remote sensing images.

The submarine volcano eruption off El Hierro Island: Effects on the scattering migrant biota and the evolution of the pelagic communities

[EN] The submarine volcano eruption off El Hierro Island (Canary Islands) on 10 October 2011 promoted dramatic perturbation of the water column leading to changes in the distribution of pelagic fauna. To study the response of the scattering biota, we combined acoustic data with hydrographic profiles and concurrent sea surface turbidity indexes from satellite imagery. We also monitored changes in the plankton and nekton communities through the eruptive and post-eruptive phases. Decrease of oxygen, acidification, rising temperature and deposition of chemicals in shallow waters resulted in a reduction of epipelagic stocks and a disruption of diel vertical migration (nocturnal ascent) of mesopelagic organisms. Furthermore, decreased light levels at depth caused by extinction in the volcanic plume resulted in a significant shallowing of the deep acoustic scattering layer. Once the eruption ceased, the distribution and abundances of the pelagic biota returned to baseline levels. There was no evidence of a volcano-induced bloom in the plankton community.

Utilizzo metrico di immagini panoramiche satellitari CORONA

CAPITOLO 1 INTRODUZIONE Il lavoro presentato è relativo all’utilizzo a fini metrici di immagini satellitari storiche a geometria panoramica; in particolare sono state elaborate immagini satellitari acquisite dalla piattaforma statunitense CORONA, progettata ed impiegata essenzialmente a scopi militari tra gli anni ’60 e ’70 del secolo scorso, e recentemente soggette ad una declassificazione che ne ha consentito l’accesso anche a scopi ed utenti non militari. Il tema del recupero di immagini aeree e satellitari del passato è di grande interesse per un ampio spettro di applicazioni sul territorio, dall’analisi dello sviluppo urbano o in ambito regionale fino ad indagini specifiche locali relative a siti di interesse archeologico, industriale, ambientale. Esiste infatti un grandissimo patrimonio informativo che potrebbe colmare le lacune della documentazione cartografica, di per sé, per ovvi motivi tecnici ed economici, limitata a rappresentare l’evoluzione territoriale in modo asincrono e sporadico, e con “forzature” e limitazioni nel contenuto informativo legate agli scopi ed alle modalità di rappresentazione delle carte nel corso del tempo e per diversi tipi di applicazioni. L’immagine di tipo fotografico offre una rappresentazione completa, ancorché non soggettiva, dell’esistente e può complementare molto efficacemente il dato cartografico o farne le veci laddove questo non esista. La maggior parte del patrimonio di immagini storiche è certamente legata a voli fotogrammetrici che, a partire dai primi decenni del ‘900, hanno interessato vaste aree dei paesi più avanzati, o regioni di interesse a fini bellici. Accanto a queste, ed ovviamente su periodi più vicini a noi, si collocano le immagini acquisite da piattaforma satellitare, tra le quali rivestono un grande interesse quelle realizzate a scopo di spionaggio militare, essendo ad alta risoluzione geometrica e di ottimo dettaglio. Purtroppo, questo ricco patrimonio è ancora oggi in gran parte inaccessibile, anche se recentemente sono state avviate iniziative per permetterne l’accesso a fini civili, in considerazione anche dell’obsolescenza del dato e della disponibilità di altre e migliori fonti di informazione che il moderno telerilevamento ci propone. L’impiego di immagini storiche, siano esse aeree o satellitari, è nella gran parte dei casi di carattere qualitativo, inteso ad investigare sulla presenza o assenza di oggetti o fenomeni, e di rado assume un carattere metrico ed oggettivo, che richiederebbe tra l’altro la conoscenza di dati tecnici (per esempio il certificato di calibrazione nel caso delle camere aerofotogrammetriche) che sono andati perduti o sono inaccessibili. Va ricordato anche che i mezzi di presa dell’epoca erano spesso soggetti a fenomeni di distorsione ottica o altro tipo di degrado delle immagini che ne rendevano difficile un uso metrico. D’altra parte, un utilizzo metrico di queste immagini consentirebbe di conferire all’analisi del territorio e delle modifiche in esso intercorse anche un significato oggettivo che sarebbe essenziale per diversi scopi: per esempio, per potere effettuare misure su oggetti non più esistenti o per potere confrontare con precisione o co-registrare le immagini storiche con quelle attuali opportunamente georeferenziate. Il caso delle immagini Corona è molto interessante, per una serie di specificità che esse presentano: in primo luogo esse associano ad una alta risoluzione (dimensione del pixel a terra fino a 1.80 metri) una ampia copertura a terra (i fotogrammi di alcune missioni coprono strisce lunghe fino a 250 chilometri). Queste due caratteristiche “derivano” dal principio adottato in fase di acquisizione delle immagini stesse, vale a dire la geometria panoramica scelta appunto perché l’unica che consente di associare le due caratteristiche predette e quindi molto indicata ai fini spionaggio. Inoltre, data la numerosità e la frequenza delle missioni all’interno dell’omonimo programma, le serie storiche di questi fotogrammi permettono una ricostruzione “ricca” e “minuziosa” degli assetti territoriali pregressi, data appunto la maggior quantità di informazioni e l’imparzialità associabili ai prodotti fotografici. Va precisato sin dall’inizio come queste immagini, seppur rappresentino una risorsa “storica” notevole (sono datate fra il 1959 ed il 1972 e coprono regioni moto ampie e di grandissimo interesse per analisi territoriali), siano state molto raramente impiegate a scopi metrici. Ciò è probabilmente imputabile al fatto che il loro trattamento a fini metrici non è affatto semplice per tutta una serie di motivi che saranno evidenziati nei capitoli successivi. La sperimentazione condotta nell’ambito della tesi ha avuto due obiettivi primari, uno generale ed uno più particolare: da un lato il tentativo di valutare in senso lato le potenzialità dell’enorme patrimonio rappresentato da tali immagini (reperibili ad un costo basso in confronto a prodotti simili) e dall’altro l’opportunità di indagare la situazione territoriale locale per una zona della Turchia sud orientale (intorno al sito archeologico di Tilmen Höyük) sulla quale è attivo un progetto condotto dall’Università di Bologna (responsabile scientifico il Prof. Nicolò Marchetti del Dipartimento di Archeologia), a cui il DISTART collabora attivamente dal 2005. L’attività è condotta in collaborazione con l’Università di Istanbul ed il Museo Archeologico di Gaziantep. Questo lavoro si inserisce, inoltre, in un’ottica più ampia di quelle esposta, dello studio cioè a carattere regionale della zona in cui si trovano gli scavi archeologici di Tilmen Höyük; la disponibilità di immagini multitemporali su un ampio intervallo temporale, nonché di tipo multi sensore, con dati multispettrali, doterebbe questo studio di strumenti di conoscenza di altissimo interesse per la caratterizzazione dei cambiamenti intercorsi. Per quanto riguarda l’aspetto più generale, mettere a punto una procedura per il trattamento metrico delle immagini CORONA può rivelarsi utile all’intera comunità che ruota attorno al “mondo” dei GIS e del telerilevamento; come prima ricordato tali immagini (che coprono una superficie di quasi due milioni di chilometri quadrati) rappresentano un patrimonio storico fotografico immenso che potrebbe (e dovrebbe) essere utilizzato sia a scopi archeologici, sia come supporto per lo studio, in ambiente GIS, delle dinamiche territoriali di sviluppo di quelle zone in cui sono scarse o addirittura assenti immagini satellitari dati cartografici pregressi. Il lavoro è stato suddiviso in 6 capitoli, di cui il presente costituisce il primo. Il secondo capitolo è stato dedicato alla descrizione sommaria del progetto spaziale CORONA (progetto statunitense condotto a scopo di fotoricognizione del territorio dell’ex Unione Sovietica e delle aree Mediorientali politicamente correlate ad essa); in questa fase vengono riportate notizie in merito alla nascita e all’evoluzione di tale programma, vengono descritti piuttosto dettagliatamente gli aspetti concernenti le ottiche impiegate e le modalità di acquisizione delle immagini, vengono riportati tutti i riferimenti (storici e non) utili a chi volesse approfondire la conoscenza di questo straordinario programma spaziale. Nel terzo capitolo viene presentata una breve discussione in merito alle immagini panoramiche in generale, vale a dire le modalità di acquisizione, gli aspetti geometrici e prospettici alla base del principio panoramico, i pregi ed i difetti di questo tipo di immagini. Vengono inoltre presentati i diversi metodi rintracciabili in bibliografia per la correzione delle immagini panoramiche e quelli impiegati dai diversi autori (pochi per la verità) che hanno scelto di conferire un significato metrico (quindi quantitativo e non solo qualitativo come è accaduto per lungo tempo) alle immagini CORONA. Il quarto capitolo rappresenta una breve descrizione del sito archeologico di Tilmen Höyuk; collocazione geografica, cronologia delle varie campagne di studio che l’hanno riguardato, monumenti e suppellettili rinvenute nell’area e che hanno reso possibili una ricostruzione virtuale dell’aspetto originario della città ed una più profonda comprensione della situazione delle capitali del Mediterraneo durante il periodo del Bronzo Medio. Il quinto capitolo è dedicato allo “scopo” principe del lavoro affrontato, vale a dire la generazione dell’ortofotomosaico relativo alla zona di cui sopra. Dopo un’introduzione teorica in merito alla produzione di questo tipo di prodotto (procedure e trasformazioni utilizzabili, metodi di interpolazione dei pixel, qualità del DEM utilizzato), vengono presentati e commentati i risultati ottenuti, cercando di evidenziare le correlazioni fra gli stessi e le problematiche di diversa natura incontrate nella redazione di questo lavoro di tesi. Nel sesto ed ultimo capitolo sono contenute le conclusioni in merito al lavoro in questa sede presentato. Nell’appendice A vengono riportate le tabelle dei punti di controllo utilizzati in fase di orientamento esterno dei fotogrammi.

Rezente Bodenbewegungspotenziale in Schleswig-Holstein (Deutschland)

Die Entwicklung des Nordwestdeutschen Beckens und seiner rezenten Topographie ist geprägt von einer Vielzahl endogener und exogener Prozesse: Tektonik, Vulkanismus, Diapirismus, Eisvorstöße, elsterzeitlichen Rinnen und die Ablagerung von quartären Sedimenten. Mit Hilfe der Quantifizierung von Bodenbewegungspotenzialen wurde für Schleswig-Holstein der Einfluß von Tiefenstrukturen (insbesondere Salzstrukturen und tektonische Störungen) auf die Entwicklung der rezenten Topographie in Schleswig-Holstein untersucht. Dabei wurden folgende Parameter berücksichtigt: (1) Salzstrukturen; (2) Tektonischen Störungen; (3) Oberflächennahe Störungen, die mit einer hohen Wahrscheinlichkeit an der Erdoberfläche ausstreichen; (4) Elsterzeitliche Rinnen (tiefer 100 m); (5) Historische Erdbeben; (6) In Satellitenbildszenen kartierte Lineamente (7) Korrelationskoeffizienten, die zwischen 7 stratigraphischen Horizonten des „Geotektonischen Atlas von NW-Deutschland“ berechnet wurden. Die Ergebnisse zeigen, dass in Schleswig-Holstein großflächig rezente Bodenbewegungs-potenziale auftreten, die auf tektonische Störungen und Salzstrukturen zurückzuführen sind und sich hauptsächlich auf den Bereich des Glückstadt Grabens beschränken. In den 5 Gebieten Sterup, Tellingstedt Nord, Oldensworth Nord, Schwarzenbek und Plön treten die höchsten Bodenbewegungspotenziale auf. Sie dokumentieren rezente Prozesse in diesen Gebieten. In den Gebieten Sterup, Schwarzenbek und Plön sind aktive, an der Erdoberfläche ausstreichende Störungen lokalisiert, deren Auftreten auch durch kartierte Luft- und Satellitenbildlineare belegt wird. Im Gebiet Plön werden die ermittelten Bodenbewegungspotenziale durch eine, sich rezent vergrößernde Senke bei Kleinneudorf bestätigt. Unterhalb der Senke führen, begünstigt durch tektonische Störungen, Lösungsprozesse in tertiären Sedimenten zu Hohlraumbildungen, die das rezente Absacken der Senke verursachen. Für Bereiche höchsten Bodenbewegungspotenzials kann ein Einfluß von Tiefenstrukturen auf die Entwicklung der rezenten Topographie nachgewiesen werden. So beeinflussen oberflächennahe Störungen in dem Gebiet Plön die Entwicklung des Plöner Sees. Im Gebiet Schwarzenbek verursacht ein N-S orientiertes Störungsband ein Abknicken des Elbverlaufs. Weiterhin kann ein Einfluß der Entwicklung der rezenten Topographie durch eine Interaktion zwischen Eisauflast und Salzmobilität in den Gebieten Sterup und Oldensworth nachgewiesen werden. Demnach ist die Ablagerung quartärer Sedimente und somit der Grenzverlauf der Flußgebietseinheiten Eider und Schlei-Trave zwischen den Salzstrukturen Sterup und Meezen beeinflusst durch eine aktive Reaktion beider Salzstrukturen auf Eisauflast. Im Bereich Oldensworth zeigen geologische Schnitte von der Basis Oberkreide bis zur rezenten Topographie, dass die Salzmauern Oldensworth und Hennstedt die Ablagerung quartärer Sedimente aktiv beeinflussten. Weiterhin orientiert sich der Elbverlauf von Hamburg bis zur Mündung an den Randbereichen von Salzstrukturen, die bis in den oberflächennahen Bereich aufgestiegen sind.

Geographic information system-based decision support for soil conservation planning in Tajikistan

Soil erosion on sloping agricultural land poses a serious problem for the environment, as well as for production. In areas with highly erodible soils, such as those in loess zones, application of soil and water conservation measures is crucial to sustain agricultural yields and to prevent or reduce land degradation. The present study, carried out in Faizabad, Tajikistan, was designed to evaluate the potential of local conservation measures on cropland using a spatial modelling approach to provide decision-making support for the planning of spatially explicit sustainable land use. A sampling design to support comparative analysis between well-conserved units and other field units was established in order to estimate factors that determine water erosion, according to the Revised Universal Soil Loss Equation (RUSLE). Such factor-based approaches allow ready application using a geographic information system (GIS) and facilitate straightforward scenario modelling in areas with limited data resources. The study showed first that assessment of erosion and conservation in an area with inhomogeneous vegetation cover requires the integration of plot-based cover. Plot-based vegetation cover can be effectively derived from high-resolution satellite imagery, providing a useful basis for plot-wise conservation planning. Furthermore, thorough field assessments showed that 25.7% of current total cropland is covered by conservation measures (terracing, agroforestry and perennial herbaceous fodder). Assessment of the effectiveness of these local measures, combined with the RUSLE calculations, revealed that current average soil loss could be reduced through low-cost measures such as contouring (by 11%), fodder plants (by 16%), and drainage ditches (by 53%). More expensive measures such as terracing and agroforestry can reduce erosion by as much as 63% (for agroforestry) and 93% (for agroforestry combined with terracing). Indeed, scenario runs for different levels of tolerable erosion rates showed that more cost-intensive and technologically advanced measures would lead to greater reduction of soil loss. However, given economic conditions in Tajikistan, it seems advisable to support the spread of low-cost and labourextensive measures.

Spatial assessment of carbon stocks of living vegetation at the national level in Lao PDR

The international mechanism for Reducing Greenhouse Gas Emissions from Deforestation and Forest Degradation (REDD) supposedly offers new opportunities for combining climate mitigation, conservation of the environment, and socio-economic development for development countries. In Laos REDD is abundantly promoted by the government and development agencies as a potential option for rural development. Yet, basic information for carbon management is missing: to date no knowledge is available at the national level on the quantities of carbon stored in the Lao landscapes. In this study we present an approach for spatial assessment of vegetation-based carbon stocks. We used Google Earth, Landsat and MODIS satellite imagery and refined the official national land cover data to assess carbon stocks. Our study showed that more than half (52%) of carbon stock of Laos is stored in natural forests, but that 70% of this stock is located outside of national protected areas. On the basis of two carbon-centered land use scenarios we calculated that between 30 and 40 million tons of carbon could be accumulated in shifting cultivation areas; this is less than 3% of the existing total stock. Our study suggests that the main focus of REDD in Laos should be on the conservation of existing carbon stocks, giving highest priority to the prevention of deforestation outside of national protected areas.