Mapping soil organic carbon storage in deep soil horizons of Amazonian Podzols

The Podzols of the world are divided into intra-zonal and zonal according to then location. Zonal Podzols are typical for boreal and taiga zone associated to climate conditions. Intra-zonal podzols are not necessarily limited by climate and are typical for mineral poor substrates. The Intra-zonal Podzols of the Brazilian Amazon cover important surfaces of the upper Amazon basin. Their formation is attributed to perched groundwater associated to organic matter and metals accumulations in reducing/acidic environments. Podzols have a great capacity of storing important amounts of soil organic carbon in deep thick spodic horizons (Bh), in soil depths ranging from 1.5 to 5m. Previous research concerning the soil carbon stock in Amazon soils have not taken into account the deep carbon stock (below 1 m soil depth) of Podzols. Given this, the main goal of this research was to quantify and to map the soil organic carbon stock in the region of Rio Negro basin, considering the carbon stored in the first soil meter as well as the carbon stored in deep soil horizons up to 3m. The amount of soil organic carbon stored in soils of Rio Negro basin was evaluated in different map scales, from local surveys, to the scale of the basin. High spatial and spectral resolution remote sensing images were necessary in order to map the soil types of the studied areas and to estimate the soil carbon stock in local and regional scale. Therefore, a multi-sensor analysis was applied with the aim of generating a series of biophysical attributes that can be indirectly related to lateral variation of soil types. The soil organic carbon stock was also estimated for the area of the Brazilian portion of the Rio Negro basin, based on geostatistical analysis (multiple regression kriging), remote sensing images and legacy data. We observed that Podzols store an average carbon stock of 18 kg C m-2 on the first soil meter. Similar amount was observed in adjacent soils (mainly Ferralsols and Acrisols) with an average carbon stock of 15 kg C m-2. However if we take into account a 3 m soil depth, the amount of carbon stored in Podzols is significantly higher with values ranging from 55 kg C m-2 to 82 kg C m-2, which is higher than the one stored in adjacent soils (18 kg C m-2 to 25 kg C m-2). Given this, the amount of carbon stored in deep soil horizons of Podzols should be considered as an important carbon reservoir, face a scenario of global climate change

Desenvolvimento e caracterização do filtro óptico de interferência variável para detectores de alta resolução espectral e biossensores.

O presente trabalho está fundamentado no desenvolvimento de uma metodologia e/ou uma tecnologia de obtenção e caracterização de filtros ópticos de interferência de banda passante variável [C.M. da Silva, 2010] e de banda de corte variáveis, constituídos por refletores dielétricos multicamadas de filmes finos intercalados por cavidades de Fabry-Perot não planares com espessuras linearmente variáveis, que apresentam a propriedade do deslocamento linear da transmitância máxima espectral em função da posição, isto é, um Filtro de Interferência Variável (FIV). Este método apresenta novas e abrangentes possibilidades de confecção de filtros ópticos de interferência variável: lineares ou em outras formas desejadas, de comprimento de onda de corte variável (passa baixa ou alta) e filtros de densidade neutra variável, através da deposição de metais, além de aplicações em uma promissora e nova área de pesquisa na deposição de filmes finos não uniformes. A etapa inicial deste desenvolvimento foi o estudo da teoria dos filtros ópticos dielétricos de interferência para projetar e construir um filtro óptico banda passante convencional de um comprimento de onda central com camadas homogêneas. A etapa seguinte, com base na teoria óptica dos filmes finos já estabelecida, foi desenvolver a extensão destes conhecimentos para determinar que a variação da espessura em um perfil inclinado e linear da cavidade entre os refletores de Bragg é o principal parâmetro para produzir o deslocamento espacial da transmitância espectral, possibilitando o uso de técnicas especiais para se obter uma variação em faixas de bandas de grande amplitude, em um único filtro. Um trabalho de modelagem analítica e análise de tolerância de espessuras dos filmes depositados foram necessários para a seleção da estratégia do \"mascaramento\" seletivo do material evaporado formado na câmara e-Beam (elétron-Beam) com o objetivo da obtenção do filtro espectral linear variável de características desejadas. Para tanto, de acordo com os requisitos de projeto, foram necessárias adaptações em uma evaporadora por e-Beam para receber um obliterador mecânico especialmente projetado para compatibilizar os parâmetros das técnicas convencionais de deposição com o objetivo de se obter um perfil inclinado, perfil este previsto em processos de simulação para ajustar e calibrar a geometria do obliterador e se obter um filme depositado na espessura, conformação e disposição pretendidos. Ao final destas etapas de modelagem analítica, simulação e refinamento recorrente, foram determinados os parâmetros de projeto para obtenção de um determinado FIV (Filtro de Interferência Variável) especificado. Baseadas nos FIVs muitas aplicações são emergentes: dispositivos multi, hiper e ultra espectral para sensoriamento remoto e análise ambiental, sistemas Lab-on-Chip, biossensores, detectores chip-sized, espectrofotometria de fluorescência on-chip, detectores de deslocamento de comprimento de onda, sistemas de interrogação, sistemas de imageamento espectral, microespectrofotômetros e etc. No escopo deste trabalho se pretende abranger um estudo de uma referência básica do emprego do (FIV) filtro de interferência variável como detector de varredura de comprimento de ondas em sensores biológicos e químicos compatível com pós processamento CMOS. Um sistema básico que é constituído por um FIV montado sobre uma matriz de sensores ópticos conectada a um módulo eletrônico dedicado a medir a intensidade da radiação incidente e as bandas de absorção das moléculas presentes em uma câmara de detecção de um sistema próprio de canais de microfluidos, configurando-se em um sistema de aquisição e armazenamento de dados (DAS), é proposto para demonstrar as possibilidades do FIV e para servir de base para estudos exploratórios das suas diversas potencialidades que, entre tantas, algumas são mencionadas ao longo deste trabalho. O protótipo obtido é capaz de analisar fluidos químicos ou biológicos e pode ser confrontado com os resultados obtidos por equipamentos homologados de uso corrente.

Identificação de padrões de uso do solo urbano em São Paulo/SP utilizando parâmetros de variogramas.

As imagens de alta resolução espacial impulsionaram os estudos de Sensoriamento Remoto em ambientes urbanos, já que elas permitem uma melhor distinção dos elementos que compõem esse ambiente tão heterogêneo. Técnicas de Geoestatística são cada vez mais utilizadas em estudos de Sensoriamento Remoto e o variograma é uma importante ferramenta de análise geoestatística, pois permitem entender o comportamento espacial de uma variável regionalizada, neste caso, os níveis de cinza de uma imagem de satélite. O presente trabalho pretende avaliar a proposta metodológica que consiste em identificar padrões residenciais urbanos de três classes de uso e ocupação do solo por meio da análise dos valores apresentados pelos parâmetros, alcance, patamar e efeito pepita de um variograma. A hipótese é que os valores correspondentes a esses parâmetros representem o comportamento espectral padrão de cada classe e, portando, indicam que há um padrão na organização espacial de cada uma das classes. Para a presente pesquisa foram utilizadas imagem IKONOS 2002, e a classificação de uso e ocupação do solo da sub-bacia do córrego Bananal na bacia do Rio Cabuçu de Baixo em São Paulo SP. Amostras das imagens de cada classe foram extraídas e os valores de nível de cinza em cada pixel foram utilizados para calcular os variogramas. Após análise dos resultados obtidos, apenas o parâmetro alcance foi levado em consideração, pois é através desse parâmetro que se observa o grau de homogeneidade de cada amostra. Os valores de alcance obtidos nos cálculos dos variogramas identificaram com melhor precisão a classe Conjuntos Residenciais que é uma classe com padrões e características singulares, já a identificação das classes Ocupação Densa Regular e Ocupação Densa Irregular não obteve uma precisão boa, sendo que essas classes são similares em diversos aspectos.

Arranjos de sensores orientados à missão para a geração automática de mapas temáticos em VANTs

O uso de veículos aéreos não tripulados (VANTs) tem se tornado cada vez mais comum, principalmente em aplicações de uso civil. No cenário militar, o uso de VANTs tem focado o cumprimento de missões específicas que podem ser divididas em duas grandes categorias: sensoriamento remoto e transporte de material de emprego militar. Este trabalho se concentra na categoria do sensoriamento remoto. O trabalho foca a definição de um modelo e uma arquitetura de referência para o desenvolvimento de sensores inteligentes orientados a missões específicas. O principal objetivo destas missões é a geração de mapas temáticos. Neste trabalho são investigados processos e mecanismos que possibilitem a geração desta categoria de mapas. Neste sentido, o conceito de MOSA (Mission Oriented Sensor Array) é proposto e modelado. Como estudos de caso dos conceitos apresentados são propostos dois sistemas de mapeamento automático de fontes sonoras, um para o caso civil e outro para o caso militar. Essas fontes podem ter origem no ruído gerado por grandes animais (inclusive humanos), por motores de combustão interna de veículos ou por atividade de artilharia (incluindo caçadores). Os MOSAs modelados para esta aplicação são baseados na integração de dados provenientes de um sensor de imageamento termal e uma rede de sensores acústicos em solo. A integração das informações de posicionamento providas pelos sensores utilizados, em uma base cartográfica única, é um dos aspectos importantes tratados neste trabalho. As principais contribuições do trabalho são a proposta de sistemas MOSA, incluindo conceitos, modelos, arquitetura e a implementação de referência representada pelo sistema de mapeamento automático de fontes sonoras.

Análise da influência do efeito esteira de aerogeradores no microclima na superfície do solo: o caso do parque eólico piloto de Macau/RN

This study aimed to evaluate the microclimate changes surrounding the wind farm Macau Pilot / RN, present in the municipality of the same name. To achieve this goal made use of remote sensing techniques using Landsat - 5 TM and 7 ETM +, from which made it possible evaluation of temperature changes on the surface, this around the park in periods prior to its implementation, to the today. For evaluation of the temperature data that has been generated by applying a template was performed its correlation with field data collection and evaluated the degree of correlation, in order to confirm the validity of the data acquired by satellite. Also held was a characterization of the climate of the region based on the data of this climatological station in Macau. Once collected this data made possible the evaluation of climate change policy in the study region. After validation of the temperature models, an analysis of the generated temperature histograms was performed visually could not identify any significant change. However when analyzing the temperature data at a higher level of detail, a data pattern of behavior was detected for both periods evaluated, yet could not see a distinction between the periods of pre-operation of the park, and post-operation . From this result was levantas hypotheses to explain the behavior of the data, the first of which is the presence of moisture in the soil, and the second to the soil composition. In order to validate the hypotheses were applied PDI techniques, involving a combination of different RGB bands of Landsat 5 and the implementation of Reason bands procedure that might show the elements present on the soil surface.

Sugarcane leaf area estimate obtained from the corrected normalized difference vegetation index (NDVI)

v. 46, n. 2, p. 140-148, apr./jun. 2016.

Efeitos diretos e indiretos de parâmetros dos semivariogramas referentes aos atributos químicos do solo sobre a produtividade de grãos de soja

In order to add value to soybens crops, and hence the marketing, medium and large producers have been using precision agriculture techniques (PA), as the Remote Sensing, Geographic Information Systems (GIS) and positioning satellite, to assist the management of crops. Thus, given the economic relevance of that culture to the southwest of Paraná State and Brazil, scientific studies to increase their productivity and profitability are of main importance. The objective of this study was to evaluate the correlation between the chemical soil properties and soybean yield for each estimated parameter of semivariogram (range, nugget and level effect), and the deployment of these correlations in direct and indirect effects, aiming to improve the mapping process of spatial variability of soil chemical properties for use in PA. The hypothesis is that not all attributes of soil used to estimate the semivariogram parameters has a direct effect on productivity, and that even in groups of plants within a larger area it is possible to estimate the parameters of the semivariograms. The experiment was conducted in a commercial area of 19.7 ha, located in the city of Pato Branco - PR, central geographic coordinates 26º 11 '35 "South, 52 43' 05" West longitude, and average altitude of 780 m. The area is planted with soybeans for over 30 years, currently being adopted to cultivate Brasmax Target RR - Don Mario 5.9i, with row spacing of 0.50 m and 13 plants m-1, totaling 260,000 plants ha-1. For georeferencing of the area of study and sampling points was used a couple of topographic ProMarkTM3 receptors, making a relative positioning to obtain the georeferenced coordinates. To collect data (chemical analyzes of soil and crop yield) were sampled 10 blocks in the experimental area, each with an area of 20 m2 (20 meters long x 1 meter wide) containing two spaced adjacent rows of 0.5 m. Each block was divided into 20 portions of 1 m2, and from each were collected four subsamples at a distance of 0.5 m in relation to the lines of blocks, making up a sample depth for 0-10 cm a sample to 10-20 cm for each plot, totaling 200 samples for each depth. The soybean crop was performed on the blocks depending on maturity, and in each block was considered a bundle at each meter. In the data analysis, it was performed a diagnosis of multicollinearity, and subsequently a path analysis of the main variables according to the explanatory variables (range of chemical attributes: pH, K, P, Ca, etc.). The results obtained by the path analysis of the parameters of the semivariogram of soil chemical properties, indicated that only the Fe, Mg, Mn, organic matter (OM), P and Saturation by bases (SB) exerted direct and indirect effects on soybean productivity, although they have not presented spatial variability, indicating that the distribution of blocks in the area was unable to identify the spatial dependence of these elements, making it impossible to draw up maps of the chemical attributes for use in PA.

Aplicação de Sistema de Informações Geográficas na análise espacial de doenças do milho no Brasil.

This study presents an application of the geographical information system technology on plant disease involving a multidisciplinary teamwork of geoprocessing and physiopathology specialists. The spatial analysis tools in a GIS were used to evaluate the spatial distribution of two diseases of maize in Brazil: polysora rusl caused by Puccinia polysora and tropical rust caused by Physopella zeae. A database of cIimate variables (mean temperature. relative humidity. and leaf wetness duration) of cIimatological normal from 1961-1990 was obtained and then related it to a mathematical model of disease development (polysora rust) and to the cIimate intervals (tropical rust) in order to obtain the maps. The choice of the model or the favorable climate interval is the important chalIenge of the method because the difficulty of adequacy to the spatial and temporal scales for the specific application. The major incidence of both disease occurred in almost alI the North region from January to June. although this region has traditionalIy a low production of maize. Considering the biggest producers regions. for both the diseases, favorable areas are located in part of Mato Grosso, Tocanlins. Minas Gerais; Mato Grosso do Sul. and coastal areas of São Paulo, Paraná, and Santa Catarina. varying among the dilferent months from January to June. The method allowed making an adequate distinction of the states and the months considered.

Álgebra de mapas de atributos de solos para estimativa da aptidão agrícola das terras.

The land suitability evaluation is used to establish land zonings for agriculture activities. Geographic information systems (GIS) are useful for integrating different attributes necessaries to define apt and not apt lands. The present study had as main objective to describe procedures to define land suitability using GIS tools, soils maps and data soils profiles data, emphasizing procedures to define soil atributes. The area studied was the watershed of Córrego Espraiado, Ribeirão Preto-SP, located on the recharging area of the Guarani Aquifer, with approximately 4,130 ha and predominance of sugar cane culture. The database project was developed using the GIS Idrisi 32. The land suitability evaluation was done considering the intensive agricultural production system predominant in the watershed, adjusted for the vulnerability of the areas of recharge and for the methodology of GIS tools. Numerical terrain models (NTM) had been constructed for cation exchange capacity, basis saturation, clay content and silt+clay content using kriging (geostatistical interpolator), and for aluminum saturation using the inverse-square-distance. Boolean operations for handling geographic fields (thematic maps and NTM) to produce information plans are described and a land suitability map obtained by GIS tools is presented, indicating that 85% of watershed lands are apt to annual cultures.

Método de elaboração de mapas dos cenários climáticos futuros para o Brasil.

Human activities are altering greenhouse gas concentrations in the atmosphere and causing global climate change. The issue of impacts of human-induced climate change has become increasingly important in recent years. The objective of this work was to develop a database of climate information of the future scenarios using a Geographic Information System (GIS) tools. Future scenarios focused on the decades of the 2020?s, 2050?s, and 2080?s (scenarios A2 and B2) were obtained from the General Circulation Models (GCM) available on Data Distribution Centre from the Third Assessment Report (TAR) of Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC). The TAR is compounded by six GCM with different spatial resolutions (ECHAM4:2.8125×2.8125º, HadCM3: 3.75×2.5º, CGCM2: 3.75×3.75º, CSIROMk2b: 5.625×3.214º, and CCSR/NIES: 5.625×5.625º). The mean monthly of the climate variables was obtained by the average from the available models using the GIS spatial analysis tools (arithmetic operation). Maps of mean monthly variables of mean temperature, minimum temperature, maximum temperature, rainfall, relative humidity, and solar radiation were elaborated adopting the spatial resolution of 0.5° X 0.5° latitude and longitude. The method of elaborating maps using GIS tools allowed to evaluate the spatial and distribution of future climate assessments. Nowadays, this database is being used in studies of impacts of climate change on plant disease of Embrapa projects.

Dinâmica do desflorestamento e uso das terras na região dos formadores do rio Xingu.

Because of the occupation occurred in the last thirty years at Xingu river basin, this region has been suffering a large deforestation pressure, especially on its headwaters areas. This study aims to apply GIS techniques to evaluate how land use change has influenced the deforestation dynamics of Xingu water basin in Mato Grosso State. For that, a GIS based study was carried out were the deforestation data for the period between 2000 and 2005 was spatially integrated with settlement areas, indigenous lands, sites of mineral deposits and prospect areas. From this spatially integration, it was possible to analyze statistically how the deforestation has manifested on each kind of occupation, considering the original forest area. The techniques used, including inventory and database organization on GIS environment, and spatial analysis tools made it possible to analyze the deforestation in the Xingu basin in Mato Grosso State between the period of 2000 and 2005, and identify the most affected areas, considering different land uses.

Resultados preliminares do projeto zoneamento do déficit hídrico do TSA utilizando técnicas de teledetecção espacial.

Definição do problema; Apresentação do organograma de trabalho a ser realizado; Dados tratados; Constituição do arquivo bruto.

Aquisição e construção de modelos estáticos análogos a reservatórios petrolíferos com tecnologia lidar e georadar

The present work develops a methodology to establish a 3D digital static models petroleum reservoir analogue using LIDAR and GEORADAR technologies. Therefore, this work introduce The methodolgy as a new paradigm in the outcrop study, to purpose a consistent way to integrate plani-altimetric data, geophysics data, and remote sensing products, allowing 2D interpretation validation in contrast with 3D, complexes depositional geometry visualization, including in environmental immersive virtual reality. For that reason, it exposes the relevant questions of the theory of two technologies, and developed a case study using TerraSIRch SIR System-3000 made for Geophysical Survey Systems, and HDS3000 Leica Geosystems, using the two technologies, integrating them GOCAD software. The studied outcrop is plain to the view, and it s located at southeast Bacia do Parnaíba, in the Parque Nacional da Serra das Confusões. The methodology embraces every steps of the building process shows a 3D digital static models petroleum reservoir analogue, provide depositional geometry data, in several scales for Simulation petroleum reservoir

Tratamento de imagens MSS - LANDSAT nos laboratórios do ORSTOM - França - Atlelier ATOB.

1985

A missão MOMS da nave Colúmbia.

Este teste espacial e o primeiro de uma serie de uso civil que utiliza uma concepção de imageamento optoeletrônica onde as imagens são obtidas através da separação óptica de diferentes bandas do espectro eletromagnético visível.