Digital image analysis as a tool to estimate legume contributions in legume-grass swards

Summary: Productivity and forage quality of legume-grass swards are important factors for successful arable farming in both organic and conventional farming systems. For these objectives the botanical composition of the swards is of particular importance, especially, the content of legumes due to their ability to fix airborne nitrogen. As it can vary considerably within a field, a non-destructive detection method while doing other tasks would facilitate a more targeted sward management and could predict the nitrogen supply of the soil for the subsequent crop. This study was undertaken to explore the potential of digital image analysis (DIA) for a non destructive prediction of legume dry matter (DM) contribution of legume-grass mixtures. For this purpose an experiment was conducted in a greenhouse, comprising a sample size of 64 experimental swards such as pure swards of red clover (Trifolium pratense L.), white clover (Trifolium repens L.) and lucerne (Medicago sativa L.) as well as binary mixtures of each legume with perennial ryegrass (Lolium perenne L.). Growth stages ranged from tillering to heading and the proportion of legumes from 0 to 80 %. Based on digital sward images three steps were considered in order to estimate the legume contribution (% of DM): i) The development of a digital image analysis (DIA) procedure in order to estimate legume coverage (% of area). ii) The description of the relationship between legume coverage (% area) and legume contribution (% of DM) derived from digital analysis of legume coverage related to the green area in a digital image. iii) The estimation of the legume DM contribution with the findings of i) and ii). i) In order to evaluate the most suitable approach for the estimation of legume coverage by means of DIA different tools were tested. Morphological operators such as erode and dilate support the differentiation of objects of different shape by shrinking and dilating objects (Soille, 1999). When applied to digital images of legume-grass mixtures thin grass leaves were removed whereas rounder clover leaves were left. After this process legume leaves were identified by threshold segmentation. The segmentation of greyscale images turned out to be not applicable since the segmentation between legumes and bare soil failed. The advanced procedure comprising morphological operators and HSL colour information could determine bare soil areas in young and open swards very accurately. Also legume specific HSL thresholds allowed for precise estimations of legume coverage across a wide range from 11.8 - 72.4 %. Based on this legume specific DIA procedure estimated legume coverage showed good correlations with the measured values across the whole range of sward ages (R2 0.96, SE 4.7 %). A wide range of form parameters (i.e. size, breadth, rectangularity, and circularity of areas) was tested across all sward types, but none did improve prediction accuracy of legume coverage significantly. ii) Using measured reference data of legume coverage and contribution, in a first approach a common relationship based on all three legumes and sward ages of 35, 49 and 63 days was found with R2 0.90. This relationship was improved by a legume-specific approach of only 49- and 63-d old swards (R2 0.94, 0.96 and 0.97 for red clover, white clover, and lucerne, respectively) since differing structural attributes of the legume species influence the relationship between these two parameters. In a second approach biomass was included in the model in order to allow for different structures of swards of different ages. Hence, a model was developed, providing a close look on the relationship between legume coverage in binary legume-ryegrass communities and the legume contribution: At the same level of legume coverage, legume contribution decreased with increased total biomass. This phenomenon may be caused by more non-leguminous biomass covered by legume leaves at high levels of total biomass. Additionally, values of legume contribution and coverage were transformed to the logit-scale in order to avoid problems with heteroscedasticity and negative predictions. The resulting relationships between the measured legume contribution and the calculated legume contribution indicated a high model accuracy for all legume species (R2 0.93, 0.97, 0.98 with SE 4.81, 3.22, 3.07 % of DM for red clover, white clover, and lucerne swards, respectively). The validation of the model by using digital images collected over field grown swards with biomass ranges considering the scope of the model shows, that the model is able to predict legume contribution for most common legume-grass swards (Frame, 1992; Ledgard and Steele, 1992; Loges, 1998). iii) An advanced procedure for the determination of legume DM contribution by DIA is suggested, which comprises the inclusion of morphological operators and HSL colour information in the analysis of images and which applies an advanced function to predict legume DM contribution from legume coverage by considering total sward biomass. Low residuals between measured and calculated values of legume dry matter contribution were found for the separate legume species (R2 0.90, 0.94, 0.93 with SE 5.89, 4.31, 5.52 % of DM for red clover, white clover, and lucerne swards, respectively). The introduced DIA procedure provides a rapid and precise estimation of legume DM contribution for different legume species across a wide range of sward ages. Further research is needed in order to adapt the procedure to field scale, dealing with differing light effects and potentially higher swards. The integration of total biomass into the model for determining legume contribution does not necessarily reduce its applicability in practice as a combined estimation of total biomass and legume coverage by field spectroscopy (Biewer et al. 2009) and DIA, respectively, may allow for an accurate prediction of the legume contribution in legume-grass mixtures.

GRASS GIS for the distinction of vegetation from buildings using LiDAR altimetric data

La tecnología LiDAR (Light Detection and Ranging), basada en el escaneado del territorio por un telémetro láser aerotransportado, permite la construcción de Modelos Digitales de Superficie (DSM) mediante una simple interpolación, así como de Modelos Digitales del Terreno (DTM) mediante la identificación y eliminación de los objetos existentes en el terreno (edificios, puentes o árboles). El Laboratorio de Geomática del Politécnico de Milán – Campus de Como- desarrolló un algoritmo de filtrado de datos LiDAR basado en la interpolación con splines bilineares y bicúbicas con una regularización de Tychonov en una aproximación de mínimos cuadrados. Sin embargo, en muchos casos son todavía necesarios modelos más refinados y complejos en los cuales se hace obligatorio la diferenciación entre edificios y vegetación. Este puede ser el caso de algunos modelos de prevención de riesgos hidrológicos, donde la vegetación no es necesaria; o la modelización tridimensional de centros urbanos, donde la vegetación es factor problemático. (...)

LiDAR data filtering with GRASS GIS for the determination of digital terrain models

In the last years, the use of every type of Digital Elevation Models has iimproved. The LiDAR (Light Detection and Ranging) technology, based on the scansion of the territory b airborne laser telemeters, allows the construction of digital Surface Models (DSM), in an easy way by a simple data interpolation

HSE - Microbiological Safety Cabinet Training Video

This training video is intended to familiarise researchers and technicians, working with potentially airborne pathogens, on the correct and safe use of Microbiological Safety Cabinets. The video also provides instruction on cleaning, disinfection and fumigation regimes; maintenance and testing regimes; and commissioning and decommissioning requirements of such Local Exhaust Ventilation (LEV) systems. It is in Windows Media Video format which will require a free media player such as Windows Media Player or VLC Media Player (http://www.videolan.org/vlc/) to watch.

Análisis de la política exterior rusa frente a Abjasia en el período 2000-2008

El objetivo de la presente monografía de grado es analizar la relación entre la identidad dentro de Rusia y la política exterior de dicho Estado hacia la región de Abjasia. Se analiza y explica la manera en que los referentes identitarios dentro de Rusia en el periodo 2000-2008 influyen en las decisiones de política exterior que Rusia tomó hacia Abjasia en el campo militar y político. Se efectúa una revisión de textos (transcripciones de intervenciones y textos escritos) del Presidente y Primer Ministro de la Federación Rusa entre 2000 y 2008 para encontrar los referentes identitarios que determinan el comportamiento de Rusia hacia otros Estados y la forma en que influenciaron sus acciones con respecto a Abjasia.

Efectividad de la vacuna acelular antipertussis en adolescentes: una revisión sistemática

La incidencia de la tosferina ha mostrado un incremento en los últimos años; afectando predominantemente a los niños menores de 1 año, adolescentes y adultos. En el 2005 el Comité Asesor de Prácticas en Inmunización (ACIP) recomendó administrar una dosis de refuerzo de la vacuna acelular antipertussis a los adolescentes. Esta estrategia ha sido adoptada por distintos países. Sin embargo hasta el momento no existe una revisión sistemática que evalúe la efectividad de esta medida de prevención primaria. Métodos: Revisión sistemática de la literatura de artículos acerca de la efectividad de la vacuna acelular antipertussis como dosis de refuerzo en adolescentes. Resultados: La búsqueda inicial arrojó un total de 121 resultados, de los cuales solo 4 cumplieron los criterios de selección. Se evaluó en éstos, la inmunogenicidad generada contra tétanos y difteria por la vacuna Tdap vs Td con resultados significativos y similares. Además se documentó la respuesta inmunológica protectora generada por la Tdap contra tosferina. En cuanto a la reactogenicidad, en general fue baja. Discusión: La vacuna Tdap genera inmunogenicidad similar a la Td contra tétanos y difteria. Además proporciona adecuada protección contra la tosferina como dosis de refuerzo en los adolescentes. Conclusión: La evidencia disponible sugiere que se puede recomendar la vacuna Tdap como dosis de refuerzo en adolescentes entre los 10 y los 18 años de edad por su baja reactogenicidad y adecuada inmunogenicidad contra tétanos, difteria y B. Pertussis.

Condiciones de trabajo y morbilidad percibidas entre mineros de carbón en Guachetá, Colombia

Introducción: En Colombia la investigación sobre condiciones de trabajo y salud en minería carbonífera es escasa y no considera la percepción de la población expuesta y sus comportamientos frente a los riesgos inherentes. Objetivo: Determinar la asociación entre las condiciones de trabajo y morbilidad percibidas entre trabajadores de minas de carbón en Guachetá, Cundinamarca. Materiales y métodos: Se realizó un estudio transversal con 154 trabajadores seleccionados aleatoriamente del total registrado en la alcaldía municipal. Se indagó sobre características sociodemográficas, condiciones de trabajo y salud en las minas. Se estimaron prevalencias de los trastornos respiratorios, osteomusculares y auditivos, y se exploraron las asociaciones entre algunas condiciones de trabajo y los eventos con prevalencia superior a 30% de forma bivariada y múltiple, con regresiones Poisson con varianza robusta. Resultados: Los trabajadores fueron en su mayoría hombres, con edades entre 18 y 77 años de edad. Los problemas de salud más frecuentemente reportados fueron dolor lumbar (46,10%), dolor del miembro superior (40,26%), dolor del miembro inferior (34,42%), trastornos respiratorios (17,53%) y problemas auditivos (13,64%). Existen diferencias importantes en la percepción dependiendo de la antigüedad laboral y las condiciones subterráneas o no del trabajo. Conclusión: Los riesgos más reconocidos por los trabajadores son los relacionados con trastornos osteomusculares, al parecer por ser más evidentes en su cotidianidad. Las acciones en salud ocupacional podrán considerar estos hallazgos en sus planes de prevención de la enfermedad en las minas del carbón colombianas.

Perfil de exposición ocupacional a polvo de cemento y sílice cristalina en procesos de cementación y Fracturamiento hidráulico en el sector Oil & Gas en Colombia: un estudio retrospectivo (2009 – 2013).

La exposición a polvo de cemento y sílice ha sido estudiada por años en países como Estados Unidos y Canadá, cuando el polvo de cemento se inhala durante diferentes actividades, se puede ocasionar afectación del tracto respiratorio de las personas expuestas. El estudio “Perfil de exposición ocupacional a polvo de cemento y sílice cristalina en procesos de cementación y Fracturamiento hidráulico en el sector Oil & Gas en Colombia: un estudio retrospectivo (2009 – 2013).” Permitió identificar las actividades funcionales que representan un riesgo potencial por la presencia de partículas aerosuspendidas, analizar una base de datos que reúne cerca de 18298 registros de evaluaciones higiénicas en el sector Oil & Gas, realizar posteriormente el cálculo de material particulado en la fracción respirable y sílice cristalina aplicables para cada proceso y el procesamiento de los datos estadísticamente, confrontar estos estimadores estadísticos con los valores límites permisibles definidos por el gobierno nacional, los resultados incluyeron la caracterización de un perfil de exposición ocupacional por actividad funcional para el proceso de cementación, la identificación de los trabajadores más expuestos según las condiciones de exposición y cuáles de estos perfiles superan los límites máximos permisibles para un turno de trabajo de 12 horas, esta información permitirá a los profesionales de la salud e higiene laboral orientar actividades de seguimiento, vigilancia y control en los grupos de exposición similar específicos. Para el proceso de fracturamiento hidráulico los datos encontrados no fueron estadísticamente significativos.

Caracterización de las concentraciones en aire de bioaerosoles cultivables y contables en sistemas de ventilación mecánica de edificaciones administrativas en la ciudad de Bogotá en el periodo 2012 2013

Un problema de salud ambiental relevante es la contaminación del aire generado por diferentes factores, uno de ellos es la carga microbiana. El estudio evidencia la presencia de estos contaminantes del aire como son los bioaerosoles cultivables y contables en las áreas de los edificios administrativos estudiados la cual podría afectar la calidad del aire interior. Se realizó un estudio observacional de corte transversal que permitió conocer y establecer las características de la carga microbiana presente relacionada con bioaerosoles cultivables y contables en los sistemas de ventilación mecánica en tres edificios administrativos de la ciudad de Bogotá en el periodo 2012 a 2013 y, la asociación o no entre variables de interés. Los bioaerosoles cultivables y contables encontrados con mayores porcentajes en las muestras tomadas fueron comunes a los tres edificios así: Aspergillus sp. se encontró en el 77,2% (61) de las muestras para el edifico uno, mientras que para el dos fue de 91% (30) de las muestras y para el edificio tres 100% (19) de las muestras tomadas; seguido por el género Penicillium sp. del cual se encontró 60,8% (48) de las muestras para el edificio uno, para el edificio dos 87,9% (29) de las muestras y para el edificio tres 94,7% (18) de las muestras. Otro género encontrado en porcentajes altos en los tres edificios fue el Cladosporium sp. , en el edificio uno 41,8% (33) de las muestras, mientras que para el edificio dos correspondió al 100% (33) de las muestra y finalmente para el edificio tres 84,2% (16) de las muestras analizadas. Los hallazgos se correlacionan con lo reportado por la literatura.

Determinación del perfil de exposición potencial a contaminantes químicos mediante el uso de metodologías de evaluación simplificada en trabajadores de autopartes en el barrio La Paz, Bogotá 2015

Las actividades de mantenimiento automotriz en el sector de autopartes conlleva el uso de agentes químicos bajo diversas circunstancias de exposición, tanto en las condiciones de manipulación de productos químicos como a las características propias de cada actividad de mantenimiento asociado a las tareas específicas del trabajo. Tradicionalmente la evaluación de contaminantes químicos desde la visión de la Higiene Ocupacional incluye la evaluación cuantitativa de la exposición mediante técnicas instrumentales concretas y estandarizadas, determinando el nivel de concentración en aire a la cual un trabajador se ve expuesto y que, en comparación con valores límites permisibles (VLPs), inducen el establecimiento de medidas de control y vigilancia, según el nivel de riesgo caracterizado. Sin embargo es evidente la limitación de la implementación de esta sistemática en particular en micros y pequeñas empresas que carecen de los recursos suficientes para abordar la problemática de forma objetiva. En este contexto diversas metodologías de evaluación cualitativa o subjetiva se han desarrollado por distintas organizaciones en el mundo con el fin de disminuir la brecha entre el establecimiento de medidas de control y la valoración del riesgo, ofreciendo alternativas confiables para la toma de decisiones preventivas sin la necesidad de acudir a mediciones cuantitativas. Mediante la presente investigación se pretende validar la efectividad en el uso de una herramienta de evaluación simplificada del riesgo químico propuesta por el INRS (Institut National de Recherche et de Sécurité Francés) mediante la determinación del perfil de exposición potencial a contaminantes químicos de la población laboral de 36 almacenes de autopartes ubicados en el barrio la Paz de la ciudad de Bogotá, Colombia, divididos según énfasis de actividades en Partes Externas, Partes Eléctricas e Inyección, Partes Mecánicas, Partes Múltiples, a través de un estudio de corte transversal. El estudio permitió Jerarquizar el riesgo potencial, valorar el riesgo vía inhalatoria y dérmica para finalmente construir el perfil de exposición potencial a contaminantes químicos de trabajadores. La información de las variables de análisis fue consolidada en una herramienta informática diseñada para tal fin, la cual facilito la administración de los datos y su respectivo análisis. Con base en los hallazgos fue posible establecer los productos químicos que de acuerdo a las condiciones de trabajo y circunstancias de exposición sugieren medidas específicas para la disminución del riesgo potencial de acuerdo a la calificación global de los agentes, permitiendo deducir la viabilidad de la aplicación de herramientas de valoración cualitativa para la evaluación del riesgo químico como estrategia de prevención primaria.

Asma ocupacional en peluquería: una revisión de la literatura

Este artículo pretende realizar una revisión de la literatura vigente acerca del asma ocupacional secundaria a la exposición de los factores de riesgo identificados en peluquería. Se realizó una búsqueda sistemática en las bases de datos PubMed y Cochrane de artículos de revistas indexadas con las palabras claves “Asthma occupational, hairdressers, hairdresser, work related asthma”. Aplicando los criterios de selección descritos, se revisaron 26 artículos en total donde se incluían reportes de casos, estudios de prevalencia, incidencia, corte transversa y revisiones, abarcando principalmente los temas de epidemiologia, fisiopatología, diagnóstico y prevención. Se agruparon según la metodología PRISMA para su respectiva comparación. Se concluyó que a pesar de la importancia de esta patología en el sector de peluquería, existen factores asociados como la informalidad del sector, la falta de estudios de investigación originales de cohorte o el desconocimiento de un protocolo claro de diagnóstico en este tipo de trabajadores, que limitan datos concluyentes acerca de la misma. Sin embargo, la mayoría de los autores concluye la relación entre la patología y la labor de peluquería, así falte esclarecer los mecanismos fisiopatológicos relacionados con los alérgenos identificados.

Benchmarking 2D hydraulic models for urban flooding

This paper describes benchmark testing of six two-dimensional (2D) hydraulic models (DIVAST, DIVASTTVD, TUFLOW, JFLOW, TRENT and LISFLOOD-FP) in terms of their ability to simulate surface flows in a densely urbanised area. The models are applied to a 1·0 km × 0·4 km urban catchment within the city of Glasgow, Scotland, UK, and are used to simulate a flood event that occurred at this site on 30 July 2002. An identical numerical grid describing the underlying topography is constructed for each model, using a combination of airborne laser altimetry (LiDAR) fused with digital map data, and used to run a benchmark simulation. Two numerical experiments were then conducted to test the response of each model to topographic error and uncertainty over friction parameterisation. While all the models tested produce plausible results, subtle differences between particular groups of codes give considerable insight into both the practice and science of urban hydraulic modelling. In particular, the results show that the terrain data available from modern LiDAR systems are sufficiently accurate and resolved for simulating urban flows, but such data need to be fused with digital map data of building topology and land use to gain maximum benefit from the information contained therein. When such terrain data are available, uncertainty in friction parameters becomes a more dominant factor than topographic error for typical problems. The simulations also show that flows in urban environments are characterised by numerous transitions to supercritical flow and numerical shocks. However, the effects of these are localised and they do not appear to affect overall wave propagation. In contrast, inertia terms are shown to be important in this particular case, but the specific characteristics of the test site may mean that this does not hold more generally.

Seasonal variations of the physical and optical characteristics of Saharan Dust: results from the Dust outflow and Deposition to the Ocean (DODO) experiment

North African dust is important for climate through its direct radiative effect on solar and terrestrial radiation and its role in the biogeochemical system. The Dust Outflow and Deposition to the Ocean project (DODO) aimed to characterize the physical and optical properties of airborne North African dust in two seasons and to use these observations to constrain model simulations, with the ultimate aim of being able to quantify the deposition of iron to the North Atlantic Ocean. The in situ properties of dust from airborne campaigns measured during February and August 2006, based at Dakar, Senegal, are presented here. Average values of the single scattering albedo (0.99, 0.98), mass specific extinction (0.85 m^2 g^-1 , 1.14 m^2 g^-1 ), asymmetry parameter (0.68, 0.68), and refractive index (1.53--0.0005i,1.53--0.0014i) for the accumulation mode were found to differ by varying degrees between the dry and wet season, respectively. It is hypothesized that these differences are due to different source regions and transport processes which also differ between the DODO campaigns. Elemental ratios of Ca/Al were found to differ between the dry and wet season (1.1 and 0.5, respectively). Differences in vertical profiles are found between seasons and between land and ocean locations and reflect the different dynamics of the seasons. Using measurements of the coarse mode size distribution and illustrative Mie calculations, the optical properties are found to be very sensitive to the presence and amount of coarse mode of mineral dust, and the importance of accurate measurements of the coarse mode of dust is highlighted.

Aerosol optical depths over North Africa: 2. Modeling and model validation

An operational dust forecasting model is developed by including the Met Office Hadley Centre climate model dust parameterization scheme, within a Met Office regional numerical weather prediction (NWP) model. The model includes parameterizations for dust uplift, dust transport, and dust deposition in six discrete size bins and provides diagnostics such as the aerosol optical depth. The results are compared against surface and satellite remote sensing measurements and against in situ measurements from the Facility for Atmospheric Airborne Measurements for a case study when a strong dust event was forecast. Comparisons are also performed against satellite and surface instrumentation for the entire month of August. The case study shows that this Saharan dust NWP model can provide very good guidance of dust events, as much as 42 h ahead. The analysis of monthly data suggests that the mean and variability in the dust model is also well represented.