Automatic expert system based on images for accuracy crop row detection in maize fields

This paper proposes an automatic expert system for accuracy crop row detection in maize fields based on images acquired from a vision system. Different applications in maize, particularly those based on site specific treatments, require the identification of the crop rows. The vision system is designed with a defined geometry and installed onboard a mobile agricultural vehicle, i.e. submitted to vibrations, gyros or uncontrolled movements. Crop rows can be estimated by applying geometrical parameters under image perspective projection. Because of the above undesired effects, most often, the estimation results inaccurate as compared to the real crop rows. The proposed expert system exploits the human knowledge which is mapped into two modules based on image processing techniques. The first one is intended for separating green plants (crops and weeds) from the rest (soil, stones and others). The second one is based on the system geometry where the expected crop lines are mapped onto the image and then a correction is applied through the well-tested and robust Theil–Sen estimator in order to adjust them to the real ones. Its performance is favorably compared against the classical Pearson product–moment correlation coefficient.

Current ozone levels threaten gross primary production and yield of Mediterranean annual pastures and nitrogen modulates the response

Pastures are among the most important ecosystems in Europe considering their biodiversity and dis- tribution area. However, their response to increasing tropospheric ozone (O 3 ) and nitrogen (N) deposi- tion, two of the main drivers of global change, is still uncertain. A new Open-Top Chamber (OTC) experiment was performed in central Spain, aiming to study annual pasture response to O 3 and N in close to natural growing conditions. A mixture of six species of three representative families was sowed in the fi eld. Plants were exposed for 40 days to four O 3 treatments: fi ltered air, non- fi ltered air (NFA) repro- ducing ambient levels and NFA supplemented with 20 and 40 nl l � 1 O 3 . Three N treatments were considered to reach the N integrated doses of “ background ” , þ 20 or þ 40 kg N ha � 1 . Ozone signi fi cantly reduced green and total aboveground biomass (maximum reduction 25%) and increased the senescent biomass (maximum increase 40%). Accordingly, O 3 decreased community Gross Primary Production due to both a global reduction of ecosystem CO 2 exchange and an increase of ecosystem respiration. Nitrogen could partially counterbalance O 3 effects on aboveground biomass when the levels of O 3 were moderate, but at the same time O 3 exposure reduced the fertilization effect of higher N availability. Therefore, O 3 must be considered as a stress factor for annual pastures in the Mediterranean areas.

Life cycle assessment as a policy-support tool: the case of taxis in the city of Madrid

This paper examined the potentialities of Life Cycle Assessment (LCA) as instrument for policy-support. To this respect, the adoption of an initiative within the Madrid Air Quality Plan (AQP) 2011–2015 regarding the substitution of diesel taxis with hybrid, natural gas and LPG alternatives was studied. Four different scenarios were elaborated, a business-as-usual scenario (BAU), the scenario of the AQP, and two extreme-situation scenarios: all-diesel (ADI) and all-ecologic (AEC). Impacts were characterized according to the ILCD methodology, focusing especially on climate change (CC) and photochemical ozone formation (PO). SimaPro 7.3 was used as analysis and inventory-construction tool. The results indicate that the shift to ecologic alternatives reduced impacts, especially those related to CC and PO. For the complete life cycle, reductions of 13% (CC) and 25% (PO) were observed for AQP against BAU (CC:1365 GgCO2, PO:13336 MgNMVOC). Deeper reductions were observed for AEC (CC:34%, PO:59%), while ADI produced slight increases in impacts if against BAU. The analysis of the use-phase revealed that the central and highest speed zones of the city benefit from the adoption of AQP. This is especially evident in zone 7, with reductions of 16% in CC and 31% in PO respectively against BAU (CCzone1:3443 kgCO2/veh·km, POzone7:11.1 kgNMVOC/veh·km).

Temporally flat top pulse generation from gain switched semiconductor lasers based on a polarization interferometer with variable transfer function

We propose the use of a polarization based interferometer with variable transfer function for the generation of temporally flat top pulses from gain switched single mode semiconductor lasers. The main advantage of the presented technique is its flexibility in terms of input pulse characteristics, as pulse duration, spectral bandwidth and operating wavelength. Theoretical predictions and experimental demonstrations are presented and the proposed technique is applied to two different semiconductor laser sources emitting in the 1550 nm region. Flat top pulses are successfully obtained with input seed pulses with duration ranging from 40 ps to 100 ps.

Estimativa da incidência de câncer nas redes regionais de saúde e municípios do estado de São Paulo, 2010

Introdução: Estatísticas sobre a ocorrência de casos novos de câncer são fundamentais para o planejamento e monitoramento das ações de controle da doença. No estado de São Paulo, a incidência de câncer é obtida indiretamente por meio de estimativas oficiais (para o estado como um todo e sua capital) e, de forma direta, em municípios cobertos por Registro de Câncer de Base Populacional (RCBP). Existem, atualmente, três RCBP ativos (São Paulo, Jaú e Santos), um inativo (Barretos) e um em reimplantação (Campinas). Dado o desconhecimento do panorama da incidência de câncer em áreas não cobertas por RCBP, este estudo teve como objetivo estimar a incidência de câncer, calcular taxas brutas e padronizadas por idade, específicas por sexo e localização primária do tumor para as 17 Redes Regionais de Atenção à Saúde (RRAS) de São Paulo e municípios, em 2010. Método: Utilizou-se como estimador da incidência de câncer a razão Incidência/Mortalidade (I/M), por sexo, grupo etário quinquenal dos 0 aos 80 anos e localização primária do tumor. O numerador da razão foi formado pelo número agregado de casos novos entre 2006-2010, em dois RCBP ativos (Jaú e São Paulo, respectivamente, com cobertura correspondente a 0,3 por cento e 27,3 por cento da população estadual). No denominador, o número de óbitos oficial nas respectivas áreas e período. O número estimado de casos novos resultou da multiplicação das I/M pelo número de óbitos por câncer registrados em 2010 para o conjunto de municípios formadores de cada uma das RRAS ou para cada município. O método de referência foi aquele utilizado no Globocan series, da Agência Internacional de Pesquisa contra o Câncer. O ajuste por idade das taxas de incidência ocorreu pelo método direto, tendo como padrão a população mundial. Resultados: Estimaram-se 53.476 casos novos de câncer para o sexo masculino e 55.073 casos para o feminino (excluindo-se os casos de câncer de pele não melanoma), com taxas padronizadas de 261/100.000 e 217/100.000, respectivamente. No sexo masculino, a RRAS 6 apresentou para todos os cânceres a maior taxa de incidência padronizada (285/100.000), e a RRAS 10, a menor (207/100.000). Os cânceres mais incidentes em homens foram próstata (77/100.000), cólon/reto/anus (27/100.000) e traqueia/brônquio/pulmão (16/100.000). Entre as mulheres, as taxas de incidência padronizadas por idade foram de 170/100.000 (RRAS 11) a 252/100.000 (RRAS 07); o câncer de mama foi o mais incidente (58/100.000), seguido pelos tumores de cólon/reto/anus (23/100.000) e de colo uterino (9/100.000). Conclusões: Os resultados apontaram diferentes padrões de incidência com taxas que ultrapassaram a magnitude estadual. Dados provenientes de RCBP locais podem ser usados na obtenção indireta de estimativas regionais e locais. Neste estudo, as taxas de incidência apresentadas podem estar sub ou superestimadas refletindo a qualidade, completitude e padrões observados no RCBP de maior representatividade considerado na análise.

Desempenho, mortalidade e escore fecal de bezerros aleitados com diferentes dietas líquidas e terapias de reidratação quando acometidos por diarreias

O objetivo deste trabalho foi avaliar o efeito da utilização de sucedâneo lácteo com alto conteúdo proteico de origem vegetal no desempenho e saúde de bezerros, e avaliar métodos de reidratação para o tratamento de diarreias. No primeiro estudo foram utilizados 33 bezerros da raça Holandês distribuídos nos tratamentos: 1) Alto volume e baixa proteína (AV/BP): 8 litros, 21,4% PB; 2) Alto volume e alta proteína (AV/AP): 8 litros, 23,7% PB e 3) Baixo volume e alta proteína (BV/AP): 6 litros, 23,7% PB. Os bezerros foram alojados em abrigos individuais, com livre acesso a água e concentrado. Não houve efeito dos tratamentos para o desempenho animal (P>0,05). Os tratamentos AV/BP e AV/AP resultaram em maior consumo de sucedâneo (P<0,05), mas não afetaram o consumo de concentrado nem o consumo total (P>0,05). O escore fecal foi maior (P>0,05) para animais nos tratamentos AV/AP e BV/AP. Os animais nos tratamentos AV/BP permaneceram maior número de dias em diarreia (P<0,05), em comparação aqueles aleitados com BV/AP, os quais tiveram menos dias com vida (P<0,05). A concentração de lactato foi maior (P<0,05) para animais nos tratamentos AV/BP e AV/AP enquanto a concentração de proteína total foi maior (P<0,05) nos tratamentos AV/BP e BV/AP. Sucedâneos com elevado conteúdo de proteína de origem vegetal afetam negativamente o desempenho de bezerros podendo levar o animal a morte. No segundo estudo foram comparados três soluções de hidratação oral quanto a sua eficiência em repor eletrólitos e água, além de manter o desempenho de bezerros. Foram utilizados 42 bezerros mestiços Holandês-Jersey, distribuídos nos tratamentos: 1) Soro comum, 2) Glutellac® e 3) Soro comum + Aminogut®. Os animais foram aleitados com 4 L/d de sucedâneo lácteo até a oitava semana de vida quando foram desaleitados de forma abrupta. As terapias de reidratação foram oferecidas quando os animais apresentavam escore fecal >= 3 na escala de 1 a 5. Não houve efeito das terapias de reidratação no desempenho nem em metabólitos sanguíneos (P>0,05). O consumo voluntário de água foi maior para os animais reidratados com Glutellac®, mas o consumo total maior para os animais reidratados com Soro comum. As concentrações de HCO3 e Na+ foram maiores para os animais no tratamento Glutellac® (P=0,088 e P=0,073 respectivamente), sendo a concentração de glicose também afetada pelo protocolo de hidratação (P<0,05). A concentração de HCO3 aumentou do primeiro para o segundo dia, a de K+ e glicose diminuíram do primeiro para o segundo dia, enquanto que o Beecf teve um comportamento variável segundo a terapia de reidratação utilizada. Houve efeito da interação tratamento x dia de avaliação apenas para a concentração de BUN (P<0,05). O pH, a concentração de Na+ e Beecf foram maiores em animais mais velhos, enquanto K+, hematócrito e hemoglobina, foram menores (P<0,05). O consumo voluntário de água foi maior em animais reidratados com Glutellac®, o que junto com a simplicidade de uso, representam as principais vantagens deste método de reidratação.

Probing the Electrocatalytic Oxygen Reduction Reaction Reactivity of Immobilized Multicopper Oxidase CueO

The bioelectrocatalytic (oxygen reduction reaction, ORR) properties of the multicopper oxidase CueO immobilized on gold electrodes were investigated. Macroscopic electrochemical techniques were combined with in situ scanning tunneling microscopy (STM) and surface-enhanced Raman spectroscopy at the ensemble and at the single-molecule level. Self-assembled monolayer of mercaptopropionic acid, cysteamine, and p-aminothiophenol were chosen as redox mediators. The highest ORR activity was observed for the protein attached to amino-terminated adlayers. In situ STM experiments revealed that the presence of oxygen causes distinct structure and electronic changes in the metallic centers of the enzyme, which determine the rate of intramolecular electron transfer and, consequently, affect the rate of electron tunneling through the protein. Complementary Raman spectroscopy experiments provided access for monitoring structural changes in the redox state of the type 1 copper center of the immobilized enzyme during the CueO-catalyzed oxygen reduction cycle. These results unequivocally demonstrate the existence of a direct electronic communication between the electrode substrate and the type 1 copper center.

Distribution of clay minerals in surface sediments of the Eurasian Arctic Ocean

Clay-mineral distributions in the Arctic Ocean and the adjacent Eurasian shelf areas are discussed to identify source areas and transport pathways of terrigenous material in the Arctic Ocean. The main clay minerals in Eurasian Arctic Ocean sediments are illite and chlorite. Smectite and kaolinite occur in minor amounts in these sediments, but show strong variations in the shelf areas. These two minerals are therefore reliable in reconstructions of source areas of sediments from the Eurasian Arctic. The Kara Sea and the western part of the Laptev Sea are enriched in smectite, with highest values of up to 70% in the deltas of the Ob and Yenisey rivers. Illite is the dominant clay mineral in all the investigated sediments except for parts of the Kara Sea. The highest concentrations with more than 70% illite occur in the East Siberian Sea and around Svalbard. Chlorite represents the clay mineral with lowest concentration changes in the Eastern Arctic, ranging between 10 and 25%. The main source areas for kaolinite in the Eurasian Arctic are Mesozoic sedimentary rocks on Franz-Josef Land islands. Based on clay-mineral data, transport of the clay fraction via sea ice is of minor importance for the modern sedimentary budget in the Arctic basins.