Classificação de imagens de ambientes coralinos: uma abordagem empregando uma combinação de classificadores e máquina de vetor de suporte

The use of the maps obtained from remote sensing orbital images submitted to digital processing became fundamental to optimize conservation and monitoring actions of the coral reefs. However, the accuracy reached in the mapping of submerged areas is limited by variation of the water column that degrades the signal received by the orbital sensor and introduces errors in the final result of the classification. The limited capacity of the traditional methods based on conventional statistical techniques to solve the problems related to the inter-classes took the search of alternative strategies in the area of the Computational Intelligence. In this work an ensemble classifiers was built based on the combination of Support Vector Machines and Minimum Distance Classifier with the objective of classifying remotely sensed images of coral reefs ecosystem. The system is composed by three stages, through which the progressive refinement of the classification process happens. The patterns that received an ambiguous classification in a certain stage of the process were revalued in the subsequent stage. The prediction non ambiguous for all the data happened through the reduction or elimination of the false positive. The images were classified into five bottom-types: deep water; under-water corals; inter-tidal corals; algal and sandy bottom. The highest overall accuracy (89%) was obtained from SVM with polynomial kernel. The accuracy of the classified image was compared through the use of error matrix to the results obtained by the application of other classification methods based on a single classifier (neural network and the k-means algorithm). In the final, the comparison of results achieved demonstrated the potential of the ensemble classifiers as a tool of classification of images from submerged areas subject to the noise caused by atmospheric effects and the water column

Evolução do uso da terra entre 1996 e 1999 no município de Botucatu-SP

Este trabalho teve o objetivo de avaliar a evolução do uso da terra no município de Botucatu - SP, no período de três anos, considerando-se seis tipos de cobertura vegetal (cana-de-açúcar, reflorestamento, floresta nativa, pastagem, cítrus e outros), tendo como base as imagens de satélite Landsat 5, bandas 3; 4 e 5, órbita 220, ponto 76, quadrante A, passagem de 8 de junho de 1999. O Sistema de Informações Geográficas - IDRISI for Windows 3.2, foi utilizado para as análises. Os resultados mostraram que esse programa foi eficiente para auxiliar na identificação e mapeamento das áreas com uso da terra, facilitando o processamento dos dados. As imagens de satélite TM/LANDSAT 5 forneceram um excelente banco de dados para a classificação supervisionada. O município não vem sendo preservado ambientalmente, pois apresenta-se coberto com menos de 20% de florestas nativas, mínimo exigido por lei. As áreas de pastagem, principal componente da paisagem do município, confirmam a vocação da região para a pecuária.

Environmental adaptation of the source of the subbasin of Rico Stream, Monte Alto - SP, Brazil

Este trabalho teve como principal objetivo definir padrões fotográficos que representem o uso e a ocupação do solo da cabeceira de drenagem do Córrego Rico, localizada no Município de Monte Alto, Estado de São Paulo, para fins de adequação ambiental no que tange à legislação florestal brasileira. O mapeamento foi realizado utilizando técnicas de sensoriamento remoto e interpretação visual da imagem World View, seguida da digitalização da rede de drenagem e vegetações (naturais e agrícolas) no AutoCad, com auxílio de documentos e trabalho de campo. A área de estudo apresenta uma superfície de 2.141,53 ha, e os resultados permitiram constatar que a principal cultura é a cana-de-açúcar, com 546,34 ha, seguida de pastagens, com 251,22 ha, culturas perenes, com 191,71 ha, Eucalipto, com 57,31 ha, e a cebola, com 49,52 ha da área total, confirmando o avanço dos canaviais na região. A área possui 375,04 ha de áreas de preservação permanente (APPs), e desta superfície verificou-se que apenas 72,17 ha (19,24%) encontram-se compostos por vegetação arbórea ou mata, e destas 302,87 ha precisam ser enriquecidos e reflorestados com vegetação nativa da região, de acordo com legislação vigente. Os dados de área possibilitam futuras propostas de modelos de adequação ambiental para a microbacia, de acordo com a legislação ambiental vigente.

Controle fuzzy espacialmente diferenciado para um sistema de irrigação

Traditional irrigation projects do not locally determine the water availability in the soil. Then, irregular irrigation cycles may occur: some with insufficient amount that leads to water deficit, other with excessive watering that causes lack of oxygen in plants. Due to the nonlinear nature of this problem and the multivariable context of irrigation processes, fuzzy logic is suggested to replace commercial ON-OFF irrigation system with predefined timing. Other limitation of commercial solutions is that irrigation processes either consider the different watering needs throughout plant growth cycles or the climate changes. In order to fulfill location based agricultural needs, it is indicated to monitor environmental data using wireless sensors connected to an intelligent control system. This is more evident in applications as precision agriculture. This work presents the theoretical and experimental development of a fuzzy system to implement a spatially differentiated control of an irrigation system, based on soil moisture measurement with wireless sensor nodes. The control system architecture is modular: a fuzzy supervisor determines the soil moisture set point of each sensor node area (according to the soil-plant set) and another fuzzy system, embedded in the sensor node, does the local control and actuates in the irrigation system. The fuzzy control system was simulated with SIMULINK® programming tool and was experimentally built embedded in mobile device SunSPOTTM operating in ZigBee. Controller models were designed and evaluated in different combinations of input variables and inference rules base

Método dinâmico aplicado para antenas cilíndricas

Nowadays there has been a major breakthrough in the aerospace area, with regard to rocket launches to research, experiments, telemetry system, remote sensing, radar system (tracking and monitoring), satellite communications system and insertion of satellites in orbit. This work aims at the application of a circular cylindrical microstrip antenna, ring type, and other cylindrical rectangular in structure of a rocket or missile to obtain telemetry data, operating in the range of 2 to 4 GHz, in S-band. Throughout this was developed just the theoretical analysis of the Transverse transmission line method which is a method of rigorous analysis in spectral domain, for use in rockets and missiles. This analyzes the spread in the direction "ρ" , transverse to dielectric interfaces "z" and "φ", for cylindrical coordinates, thus taking the general equations of electromagnetic fields in function of e [1]. It is worth mentioning that in order to obtain results, simulations and analysis of the structure under study was used HFSS program (High Frequency Structural Simulator) that uses the finite element method. With the theory developed computational resources were used to obtain the numerical calculations, using Fortran Power Station, Scilab and Wolfram Mathematica ®. The prototype was built using, as a substrate, the ULTRALAM ® 3850, of Rogers Corporation, and an aluminum plate as a cylindrical structure used to support. The agreement between the measured and simulated results validate the established processes. Conclusions and suggestions are presented for continuing this work

Arquitetura de Software para Barcos Robóticos

We propose in this work a software architecture for robotic boats intended to act in diverse aquatic environments, fully autonomously, performing telemetry to a base station and getting this mission to be accomplished. This proposal aims to apply within the project N-Boat Lab NatalNet DCA, which aims to empower a sailboat navigating autonomously. The constituent components of this architecture are the memory modules, strategy, communication, sensing, actuation, energy, security and surveillance, making these systems the boat and base station. To validate the simulator was developed in C language and implemented using the graphics API OpenGL resources, whose main results were obtained in the implementation of memory, performance and strategy modules, more specifically data sharing, control of sails and rudder and planning short routes based on an algorithm for navigation, respectively. The experimental results, shown in this study indicate the feasibility of the actual use of the software architecture developed and their application in the area of autonomous mobile robotics

Estudo e especificação de um sistema de instrumentação para unidades de elevação de petróleo utilizando tecnologia sem fio

Wireless sensor networks are reality nowadays. The growing necessity of connectivity between existing industrial plant equipments pushes the research and development of several technologies. The IEEE 802.15.4 LR-WPAN comes as a low-cost and powersaving viable solution, which are important concerns while making decisions on remote sensoring projects. This study intends to propose a wireless communication system which makes possible the monitoring of analogic and/or digital variables (i. e., the pressure studied) involved on the artificial methods for oil and gas lifting. The main issues are: To develop a software based on SMAC Standard in order to create a wireless network to monitoring analogic and/or digital variables; To evaluate the communication link based on the number of lost packets tested in different environments (indoor and outdoor) and To propose an instrumentation system consisting of wireless devices

Sensores de reflectância e fluorescência na avaliação de teores de nitrogênio, produção de biomassa e produtividade do algodoeiro

O objetivo deste trabalho foi avaliar o potencial de utilização dos sensores de reflectância e fluorescência na avaliação de teores de N‑NO3‑ no pecíolo, na produção de biomassa e na produtividade do algodoeiro. Utilizou-se o delineamento experimental de blocos ao acaso em arranjo fatorial 3x4, com quatro repetições. Os tratamentos consistiram de três variedades de algodão (ST‑4288‑B2RF, ST‑4498‑B2RF e DP-164‑B2RF) e quatro doses de N (0, 45, 90 e 135 kg ha‑1). Aos 120 dias após a semeadura, foram realizadas leituras com sensores ópticos de reflectância e fluorescência. Não houve correlação significativa dos teores de N‑NO3‑ no pecíolo com os índices de reflectância; porém, houve correlação destes com a produção de biomassa (0,39) e a produtividade (0,32 a 0,41). Os índices do sensor de fluorescência correlacionaram-se significativamente com teores de N‑NO3‑ no pecíolo (0,34 a 0,61), produção de biomassa (0,30 a 0,53) e produtividade (0,34). em comparação com os índices de reflectância, os de fluorescência apresentam maior capacidade de avaliar os teores de N‑NO3‑ no pecíolo, capacidade semelhante em detectar variação na biomassa e menor capacidade de detectar variação da produtividade do algodoeiro, quando se aplicam doses crescentes de N.

Caracterização espectral de áreas de gramíneas forrageiras infectadas com a doença mela-das-sementes da braquiária por meio de imagens CCD/CBERS-2

Imagens CCD/CBERS-2, nas bandas espectrais CCD2, CCD3 e CCD4, dos anos de 2004 e 2005, de Mirante do Paranapanema - SP, foram transformadas em reflectância de superfície usando o modelo 5S de correção atmosférica e normalizadas radiometricamente. O objetivo principal foi caracterizar espectralmente áreas de pastagens de Brachiaria brizantha em fase de florescimento, isentas e infectadas com a doença mela-das-sementes da braquiária, possibilitando a sua detecção por meio da comparação entre os valores de reflectância de superfície denominada de Fator de Reflectância Bidirecional de Superfície (FRBS). Teve-se, também, o objetivo de avaliar a eficácia das imagens CCD/CBERS-2 para a obtenção de respostas espectrais de pastagens. Os dosséis sadios e doentes da Brachiaria brizantha foram identificados por meio da análise dos valores de reflectância e dos dados observados no Índice de Estresse Hídrico Acumulativo Relativo da Cultura (ACWSI) obtidos na área de estudo. Os resultados indicaram que as principais diferenças foram a diminuição da reflectância na banda CCD3 e o aumento da reflectância na banda CCD4 nas áreas doentes. A metodologia empregada com o uso de dados do sensor CCD/CBERS-2, associados ao ACWSI, mostrou-se eficaz para discriminar dosséis infectados com a mela-das-sementes da braquiária.

Mapeamento do biovolume de plantas aquáticas submersas a partir de dados hidroacústicos e imagem multiespectral de alta resolução

As plantas aquáticas têm papel fundamental no equilíbrio dos ecossistemas, porém seu crescimento desequilibrado pode obstruir canais, represas e reservatórios e afetar múltiplos usos da água. em relação a plantas aquáticas submersas, a utilização de medidas de controle torna-se mais complexa, em face da dificuldade em mapear e quantificar volumetricamente as áreas colonizadas. Nessas situações, considera-se que o uso de dados hidroacústicos possibilite o mapeamento e a mensuração dessas áreas, auxiliando na elaboração de propostas de manejo sustentáveis desse tipo de vegetação aquática. Assim, o presente trabalho utilizou dados acústicos e a técnica de krigagem para realizar a inferência espacial do biovolume de plantas aquáticas submersas. Os dados foram obtidos em três levantamentos ecobatimétricos realizados em uma área de estudos localizada no rio Paraná, caracterizada por condições favoráveis para proliferação de vegetação aquática submersa e dificuldade de navegação. Para delimitar as áreas caracterizadas pela presença de plantas aquáticas submersas, utilizou-se uma imagem multiespectral de alta resolução espacial World View-2. O mapeamento do biovolume das plantas aquáticas submersas nas áreas de ocorrência do fenômeno foi realizado a partir da inferência do biovolume por krigagem e do fatiamento dos valores inferidos em intervalos de 15%. A partir do mapa gerado, foi possível identificar os locais de maior concentração de macrófitas submersas, com predominância de valores de biovolume entre 15-30% e 30-45%, confirmando a viabilidade da utilização da krigagem na inferência espacial do biovolume, a partir de medidas ecobatimétricas georreferenciadas e com o suporte de imagem de alta resolução espacial.

Geoprocessamento aplicado a gestão de informações territoriais do município de Grossos-RN :estudo multitemporal do uso e ocupação do solo

The present work was carried through in the Grossos city - RN and had as main objectives the elaboration of an physicist-ambient, socioeconomic survey and execution a multisecular evaluation of 11 years, between 1986 and 1996, using remote sensing products, to evaluate the modifications of the land use, aiming at the generation of an information database to implementation a geographical information system (GIS) to management the this city. For they had been in such a way raised given referring the two Demographic Censuses carried through by the IBGE (1991 and 2000) and compared, of this form was possible to the accomplishment of an evaluation on the demographic aspects (degree of urbanization, etária structure, educational level) and economic (income, habitation, vulnerability, human development). For the ambient physical survey the maps of the natural resources had been confectioned (simplified geology, hydrography, geomorphologi, veget covering, ground association, use and occupation), based in comments of field and orbital products of remote sensoriamento (images Spot-HRVIR, Landsat 5-TM and IKONOS - II), using itself of techniques of digital picture processing. The survey of these data and important in the identification of the potentialities and fragilities of found ecosystems, therefore allows an adequate planning of the partner-economic development by means of an efficient management. The project was part of a partnership between the Grossos city hall the municipal City hall of Grossos - RN and the Geoscience post-graduate program of the UFRN, more specifically the Geomatica laboratory LAGEOMA

Diagnóstico geoambiental com uso do geoprocessamento visando a determinação de potencialidades de uso do solo para a área estuarina do Rio Curimataú - Canguaretama(RN)

The activities developed in the coastal zone always arise the researchers interest, mainly when it is developed in fragile ecological areas, not observing the sustenable development laws. In this context, the analysis presented developed around the estuary of Curimatau river, located in the Eastern coast of Rio Grande do Norte state, integrates information provided by high resolution images of orbital remote sensing (IKONOS II, dated of July of 2003) and images of not-orbital remote sensing (Air photographs of DPU, dated of March of 1997) in a multitemporary perspective, diagnosising patterns of use and occupation, evaluating the main area´s impacts, together with the estuarian region fisiograph of Curimatau river. The use of high resolution images consequently allowed generates a precision cartography, facilitating the quantification of the evolution of the landscape and supporting decisions. Was possible yet, the definition of use areas, conservation areas and preservation areas; that were inserted in the concept of Potentialities: a fundamental element to management of vulnerable areas of the natural point of view. The information provided during the research had been stored in an Enviromental Georreferenced Data Base, constructed under the optics of Geographical Information Systems (GIS), that they facilitate the environment management Through fast access to information. The results were satisfactory, because permits the quantification of evolution of the landscape and the mapping. Beyond the geoenviromental diagnosis, was possible develop maps and matrixes that support the Rio Grande do Norte state costal Management.

Potencialidade à degradação na microbacia Riacho Passagem/RN

A degradação dos recursos naturais é talvez o principal problema da região do semiárido brasileiro, e essa degradação é principalmente resultante das perdas de solo, decorrente do processo erosivo. Na busca de melhor conhecer esta problemática vem sendo empregado o processo de modelagem ambiental, cujo objetivo é identificar e propor soluções para a degradação dos solos. Nesse sentido, o trabalho aplica o modelo da Equação Universal de Perda de Solos (EUPS), desenvolvido nos Estados Unidos ao longo da década de 1950, agregado as ferramentas de geoprocessamento, informações de sensoriamento remoto e Sistemas de Informações Geográficas (SIGs). A área de estudo é a Microbacia Riacho Passagem localizada na região oeste do Estado do Rio Grande do Norte, a microbacia tem uma área de 221,7Km² e esta inserida no semiárido, região Nordeste do Brasil. A metodologia utilizada consiste: em agrupar as variáveis da EUPS no ambiente SIG utilizando imagens de satélite, levantamentos bibliográficos e trabalhos de campo. Para determinação das extensões das vertentes foi empregado o Modelo RAMPA, e para adequar a EUPS as condições da área de estudo, foram realizados ajuste através de modelos estatísticos, aperfeiçoando o trabalho e os resultados gerados pelo modelo. Ao fim do processo foi desenvolvida uma pseudo linguagem no aplicativo Linguagem Espacial para Geoprocessamento Algébrico (LEGAL) disponível no software SPRING versão 5.1.2 servindo de suporte para o processamento das informações contidas no banco de dados, base da EUPS. Os resultados demonstram que inicialmente é necessário delimitar com precisão o período seco e chuvoso, informação fundamental para a EUPS, uma vez que o trabalho busca identificar a perda de solo por erosão hídrica. O modelo RAMPA apresentou-se satisfatório e com elevado potencial de aplicação na determinação dos comprimentos de vertentes utilizando imagens de radar. Quanto ao comportamento das extensões de vertentes, na microbacia, o mesmo apresentou uma pequena variação na porção leste, maiores vertentes, área próxima a desembocadura. Após a aplicação do modelo o valor máximo de perda de solo foi 88 ton/ha.ano com núcleos localizados no NEOSSOLOS LITÓLICOS e o mínimo 0,01 ton/ha.ano localizado no domínio dos LATOSSOLOS e NEOSSOLOS FLÚVICOS. A erosão provoca diminuição do perfil de solo, principalmente nos NEOSSOLOS LITÓLICOS, resultando em alteração no balanço hídrico e conseqüentemente aumento da temperatura do solo, podendo desencadear a desertificação. Os resultados e a metodologia do presente trabalho poderão ser aplicados na busca pelo desenvolvimento sustentável, na região do semiárido brasileiro, auxiliando na compreensão do binômio uso do solo e capacidade de suporte do meio natural.

Diagnóstico da degradação ambiental no município de Areia Branca-RN por geotecnologias

The municipality of Areia Branca is within the mesoregion of West Potiguar and within the microregion of Mossoró, covering an area of 357,58 km2. Covering an area of weakness in terms of environmental, housing, together with the municipality of Grossos-RN, the estuary of River Apodi-Mossoró. The municipality of Areia Branca has historically suffered from a lack of planning regarding the use and occupation of land as some economic activities, attracted by the extremely favorable natural conditions, have exploited their natural resources improperly. The aim of this study is to quantify and analyze the environmental degradation in the municipality. Thus initially was performed a characterization of land use using remote sensing, geoprocessing and geographic information system GIS in order to generate data and information on the municipal scale, which may serve as input to the environmental planning and land use planning in the region. From this perspective, were used a Landsat 5 image TM sensor for the year 2010. In the processing of this image was used SPRING 5.2 and applied a supervised classification using the classifier regions, which was employed Bhattacharya Distance method with a threshold at 30%. Thus was obtained the land use map that was analyzed the spatial distribution of different types of the use that is occurring in the city, identifying areas that are being used incorrectly and the main types of environmental degradation. And further, were applied the methodology proposed by Beltrame (1994), Physical Diagnosis Conservationist under some adaptations for quantifying the level of degradation or conservation study area. As results, the indexes were obtained for the parameters in the proposed methodology, allowing quantitatively analyze the degradation potential of each sector. From this perspective, considering a scale of 0 to 100, sector A and sector B had value 31.20 units of risk of physical deterioration. And the C sector, has shown its value - 34.64 units degradation risk and should be considered a priority in relation to the achievement of conservation actions

Evolução da paisagem do baixo curso do rio de Piranhas-Assu (1988-2024): uso de autômatos celulares em modelo dinâmico espacial para simulação de cenários futuros

The lower course of Piranhas-Assu river, located in the north coast of Rio Grande do Norte, Brazil, arouses a keen interest as a study field, once it concentrates, besides petroleum and gas exploration, activities related to shrimp culture, salt and horticulture, factors that also deserve special attention. Thus, the awareness of the study field environmental stage demands studies from researchers and discernment from society, as a way of understanding the inter-relation between environment and men. Therefore, this work attempts at understanding and studying the dynamics of land use in the lower course of Piranhas-Assu river, through a multitemporal analysis of present and past, accomplishing future projections through simulation models. The work is divided in stages that include the research, analysis, interpretation of results, and the generation of simulation models, to analyze the landscape tendencies, making possible to identify indicators which cause such changes in the lower course of the river. From Geographical Database, the necessary exploratory analyses were accomplished to the following items: land use evolution, natural and environmental vulnerability, multiple geodiversity indexes, and preparation of the data to be used in the simulation model. Later, the construction of the landscape simulation model was conducted. Sequentially, simulations of future sceneries were accomplished through the execution of the model in a specific software environment. Last, the analyses of landscape tendencies in the study field were carried out. The lower course of Piranhas-Assu River didn't show any intense dynamics in landscape changing, once in the period taken into account (from 1988 to 2004) class stability proved to be superior to its transformations. Activities related to agriculture and livestock are the ones that influence, mostly, the landscape dynamics. The production of sea shrimp and petroleum also infers in the landscape, although in smaller proportion. INCRA s public policies excessively determined the dynamics of the landscape in the lower course of Piranhas-Assu River, RN. In respect to its natural vulnerability, the lower course of Piranhas-Assu River, RN, features more vulnerable than stable areas. The landscape simulation, in the first taken period (2004-2009), indicated considerable increases and decreases of antropic activities, if compared to its sequent periods (2009-2014, 2014-2019 and 2019-2024). The simulation, in a wider analysis, showed that the determining factors for the space mobility of antropic activities, in the focused area, are related to the pre-existence of communities with agricultural capability and to the existence of access routes and drainage. Considering the area that features fixed and mobile dunes, located in Porto do Mangue district, we recommend its conversion into a conservation area