A cophenetic correlation coefficient for Tocher's method

The objective of this work was to propose a way of using the Tocher's method of clustering to obtain a matrix similar to the cophenetic one obtained for hierarchical methods, which would allow the calculation of a cophenetic correlation. To illustrate the obtention of the proposed cophenetic matrix, we used two dissimilarity matrices - one obtained with the generalized squared Mahalanobis distance and the other with the Euclidean distance - between 17 garlic cultivars, based on six morphological characters. Basically, the proposal for obtaining the cophenetic matrix was to use the average distances within and between clusters, after performing the clustering. A function in R language was proposed to compute the cophenetic matrix for Tocher's method. The empirical distribution of this correlation coefficient was briefly studied. For both dissimilarity measures, the values of cophenetic correlation obtained for the Tocher's method were higher than those obtained with the hierarchical methods (Ward's algorithm and average linkage - UPGMA). Comparisons between the clustering made with the agglomerative hierarchical methods and with the Tocher's method can be performed using a criterion in common: the correlation between matrices of original and cophenetic distances.

The phylogeography of an alpine leaf beetle: divergence within Oreina elongata spans several ice ages.

The genetic landscape of the European flora and fauna was shaped by the ebb and flow of populations with the shifting ice during Quaternary climate cycles. While this has been well demonstrated for lowland species, less is known about high altitude taxa. Here we analyze the phylogeography of the leaf beetle Oreina elongata from 20 populations across the Alps and Apennines. Three mitochondrial and one nuclear region were sequenced in 64 individuals. Within an mtDNA phylogeny, three of seven subspecies are monophyletic. The species is chemically defended and aposematic, with green and blue forms showing geographic variation and unexpected within-population polymorphism. These warning colors show pronounced east-west geographical structure in distribution, but the phylogeography suggests repeated origin and loss. Basal clades come from the central Alps. Ancestors of other clades probably survived across northern Italy and the northern Adriatic, before separation of eastern, southern and western populations and rapid spread through the western Alps. After reviewing calibrated gene-specific substitution rates in the literature, we use partitioned Bayesian coalescent analysis to date our phylogeography. The major clades diverged long before the last glacial maximum, suggesting that O. elongata persisted many glacial cycles within or at the edges of the Alps and Apennines. When analyzing additional barcoding pairwise distances, we find strong evidence to consider O. elongata as a species complex rather than a single species.

Genetic variability of marine shrimp in the Brazilian industry

The objective of this work was to estimate the genetic variability level and distribution in Brazilian broodstocks of marine shrimp (Litopenaeus vannamei). Nine of the country's largest hatcheries were evaluated using codominant and highly polymorphic microsatellite markers. The results obtained from genotyping of ten microsatellite loci are indicative of genetic variability that is compatible with that found in wild populations of L. vannamei in Mexico and Central America. A possible explanation is the highly diversified and relatively recent origin of the available broodstocks. Bayesian analysis detected a signal for five founding populations. The distribution of genetic distances partially reflects geographical location, and this information will be useful for the creation of new broodstocks. Therefore, L. vannamei genetic variability among nine of the largest national hatcheries can be considered high.

In vitro selection of bacteria with potential for use as probiotics in marine shrimp culture

The objective of this work was to isolate strains of lactic acid bacteria with probiotic potential from the digestive tract of marine shrimp (Litopenaeus vannamei), and to carry out in vitro selection based on multiple characters. The ideotype (ideal proposed strain) was defined by the highest averages for the traits maximum growth velocity, final count of viable cells, and inhibition halo against nine freshwater and marine pathogens, and by the lowest averages for the traits duplication time and resistance of strains to NaCl (1.5 and 3%), pH (6, 8, and 9), and biliary salts (5%). Mahalanobis distance (D²) was estimated among the evaluated strains, and the best ones were those with the shortest distances to the ideotype. Ten bacterial strains were isolated and biochemically identified as Lactobacillus plantarum (3), L. brevis (3), Weissella confusa (2), Lactococcus lactis (1), and L. delbrueckii (1). Lactobacillus plantarum strains showed a wide spectrum of action and the largest inhibition halos against pathogens, both Gram-positive and negative, high growth rate, and tolerance to all evaluated parameters. In relation to ideotype, L. plantarum showed the lowest Mahalanobis (D²) distance, followed by the strains of W. confusa, L. brevis, L. lactis, and L. delbrueckii. Among the analyzed bacterial strains, those of Lactobacillus plantarum have the greatest potential for use as a probiotic for marine shrimp.

Sea state effect on the sea surface emissivity at L-band

In May 1999, the European Space Agency (ESA) selected the Earth Explorer Opportunity Soil Moisture and Ocean Salinity (SMOS) mission to obtain global and frequent soil moisture and ocean salinity maps. SMOS' single payload is the Microwave Imaging Radiometer by Aperture Synthesis (MIRAS), an L-band two-dimensional aperture synthesis radiometer with multiangular observation capabilities. At L-band, the brightness temperature sensitivity to the sea surface salinity (SSS) is low, approximately 0.5 K/psu at 20/spl deg/C, decreasing to 0.25 K/psu at 0/spl deg/C, comparable to that to the wind speed /spl sim/0.2 K/(m/s) at nadir. However, at a given time, the sea state does not depend only on local winds, but on the local wind history and the presence of waves traveling from far distances. The Wind and Salinity Experiment (WISE) 2000 and 2001 campaigns were sponsored by ESA to determine the impact of oceanographic and atmospheric variables on the L-band brightness temperature at vertical and horizontal polarizations. This paper presents the results of the analysis of three nonstationary sea state conditions: growing and decreasing sea, and the presence of swell. Measured sea surface spectra are compared with the theoretical ones, computed using the instantaneous wind speed. Differences can be minimized using an "effective wind speed" that makes the theoretical spectrum best match the measured one. The impact on the predicted brightness temperatures is then assessed using the small slope approximation/small perturbation method (SSA/SPM).

Field data and prediction models of pesticide spray drift on coffee crop

The objective of this work was to generate drift curves from pesticide applications on coffee plants and to compare them with two European drift-prediction models. The used methodology is based on the ISO 22866 standard. The experimental design was a randomized complete block with ten replicates in a 2x20 split-plot arrangement. The evaluated factors were: two types of nozzles (hollow cone with and without air induction) and 20 parallel distances to the crop line outside of the target area, spaced at 2.5 m. Blotting papers were used as a target and placed in each of the evaluated distances. The spray solution was composed of water+rhodamine B fluorescent tracer at a concentration of 100 mg L-1, for detection by fluorimetry. A spray volume of 400 L ha-1 was applied using a hydropneumatic sprayer. The air-induction nozzle reduces the drift up to 20 m from the treated area. The application with the hollow cone nozzle results in 6.68% maximum drift in the nearest collector of the treated area. The German and Dutch models overestimate the drift at distances closest to the crop, although the Dutch model more closely approximates the drift curves generated by both spray nozzles.

Microclimate and development of 'Conilon' coffee intercropped with rubber trees

The objective of this work was to evaluate the influence of intercropping 'Conilon' coffee (Coffea canephora) with rubber trees on coffee tree microclimate, nutrition, growth, and yield. Rubber trees were planted in two double rows 33 m apart, with 4x2.3 m spacing between plants. Treatments consisted of the distances from the coffee plants to the rubber trees: 3, 6, 9, 12, and 15 m. Measurements of atmospheric variables (temperature, irradiance, and relative humidity), leaf nutrient concentration, internode length of plagiotropic and orthotropic branches, individual leaf area, chlorophyll content, and yield were performed. Intercropping promotes changes in the microclimatic conditions of coffee plants close to rubber trees, with reduction of temperature and irradiance level and increase in air relative humidity. The proximity of the coffee tree to the rubber trees promotes the elongation of the plagiotropic and orthotropic branches and increases the individual leaf area; however, it does not affect leaf concentrations of N, K, Mg, Fe, Zn, and B in 'Conilon' coffee and does not have a negative impact on yield.

Proxemics with multiple dynamic characters in an immersive virtual environment

An experiment was carried out to examine the impact on electrodermal activity of people when approached by groups of one or four virtual characters at varying distances. It was premised on the basis of proxemics theory that the closer the approach of the virtual characters to the participant, the greater the level of physiological arousal. Physiological arousal was measured by the number of skin conductance responses within a short time period after the approach, and the maximum change in skin conductance level 5 s after the approach. The virtual characters were each either female or a cylinder of human size, and one or four characters approached each subject a total of 12 times. Twelve male subjects were recruited for the experiment. The results suggest that the number of skin conductance responses after the approach and the change in skin conductance level increased the closer the virtual characters approached toward the participants. Moreover, these response variables were inversely correlated with the number of visits, showing a typical adaptation effect. There was some evidence to suggest that the number of characters who simultaneously approached (one or four) was positively associated with the responses. Surprisingly there was no evidence of a difference in response between the humanoid characters and cylinders on the basis of this physiological data. It is suggested that the similarity in this quantitative arousal response to virtual characters and virtual objects might mask a profound difference in qualitative response, an interpretation supported by questionnaire and interview results. Overall the experiment supported the premise that people exhibit heightened physiological arousal the closer they are approached by virtual characters.

Jätehuoltosuunnitelma Pohjois-Karjalan keskussairaalan laajennus K:ssa

Tämän työn tarkoituksena oli suunnitella toimiva jätehuoltoPohjois-Karjalan keskussairaalan alueelle vuosina 2007-2008 rakennettavaan laajennus K:hon. Tavoitteena oli löytää kustannustehokas ja hyvin vanhan rakennuskannan logistiikan kanssa yhteen toimiva jätehuollon vaihtoehto. Suunnittelua ohjasivat lakien, asetusten ja muiden määräyksien ohella laajennuksen pitkälle edennyt suunnitteluvaihe ja vanhan rakennuskannan jätehuollon toimintatavat. Jätehuolto on yksi merkittävä osa sairaalan perustehtävää palvelevista tukitoiminnoista. Jätehuoltojärjestelmä on sairaanhoitotyötä palveleva, jos järjestelyt ovat loogisia, toimivia ja logistiset yhteydet ovat mahdollisimman lyhyitä. Nykyinen ihmistyövoiman käyttöön perustuva jätehuollon prosessi on esitetty varsin tarkasti, sillä laajennuksen jätehuoltosuunnitelman on käytännön syistä pohjauduttava nykyiseen toimintatapaan. Työssä esitetään uusia jätehuollon vaihtoehtoja kustannusarvioineen, mutta ehdotukset jäävät lähinnä visiotasolle laajennuksen pitkälle ehtineen suunnitteluvaiheen vuoksi. Konkreettiset vaihtoehdot koskevat jätejakeiden keräystä ja niiden kuljetuksia. Keskus sairaalan jätehuollon tehostaminen vaatii kokonaisvaltaisen jätehuoltosuunnitelman laatimista koko sairaalan alueelle. Sen myötä on mahdollista lisätä kustannustehokkuutta ottamalla käyttöön teknisiä ratkaisuja. Jätehuoltosuunnitelma laajennukseen on työssä tehty, mutta työn suurimmaksi saavutukseksi jää kuitenkin esitys myöhempien hakkeiden jätehuollon suunnittelun aikaistamisesta jo hankesuunnitteluvaiheeseen.

Ympäristövaikutusten velvoitetarkkailun tulosten epävarmuuden arviointi

Tämä diplomityö tehtiin Neste Oil Oyj:n Kehittäminen ja Laboratoriot yksikön HSE-palveluille. Työn tavoitteena oli arvioida Neste Oilin ympäristövaikutusten velvoitetarkkailujen mittaustulosten epävarmuutta. Tarkastelu koski ilmanlaadun SO2-, NO2-, TRS- sekä O3-mittauksia, ympäristömelumittauksia sekä pohjavesinäytteenottoa. Ympäristönsuojelulaki (86/2000) velvoittaa tuotantolaitoksia selvittämään toimintansa ympäristövaikutukset. Myös esimerkiksi akkreditoitaessa menetelmiä mittausepävarmuus on tunnettava. On arvioitu, että tulevaisuudessa direktiivit tulevat tiukentamaan päästöraja-arvoja ja mittausepävarmuuden käsite tulee käyttöön kaikilla ympäristösektoreilla.Tässä työssä ilmanlaadun mittausepävarmuus arvioitiin vertaamalla Neste Oilin mittaustuloksia Ilmatieteenlaitoksen vertailumittausten ja kalibrointien tuloksiin. Ympäristömelun mittausepävarmuus arvioitiin Ympäristöministeriön ympäristömelunmittausohjeen (1/1995)mukai-sesti. Pohjavesinäytteenoton mittausepävarmuus arvioitiin laskemalla haitta-aineiden ajallisen vaihtelun, näytteenottomenetelmien, näytteiden kuljetuksenja säilytyksen aiheuttaman kontaminaation sekä analyysivaiheen epävarmuustekijöiden yhdistetty mittausepävarmuus. Tarkastelussa todettiin, että ilmanlaadunmittaustulokset eivät poikenneet merkittävästi vertai-lumittausten ja kalibrointien tuloksista. Menetelmien laajennetuksi mittausepävarmuudeksi saatiin 6-8 %. Ympäristömelun mittausepävarmuus vastasi ympäristömelunmittausohjeessa esitettyjä arvoja ja vaihtelivat 2-10 dB:n välillä, riippuen mittausetäisyydestä ja mittauskertojen lukumäärästä. Pohjavesinäytteenoton mittausepävarmuudelle ei ole asetettu laatutavoitteita. Tässä tarkastelussa pohjavesinäytteenoton mittausepävarmuudeksi saatiin 33 %.

Riskianalyysistäohjeelliseen panostussuunnitelmaan

Nykytekniikalla kyetään tehokkaaseen ja turvalliseen työn toteuttamiseen. Suorituksen aikaansaanti edellyttää ympäristön kartoittamista niin, että urakoitsija tuntee ne seikat, jotka ovat tarpeen, jotta työ voidaan suorittaa vaurioittamatta olevia rakennuksia ja aiheuttamatta asukkaille vaaratilanteita. Riskianalyysi tuo esille ne seikat, jotka on syytä tietää työn laskenta- ja suoritustilanteessa. On tunnettava käytettävät räjähdysaineet ja mitä tapahtuu räjähdysprosessissa. Prosessin ideaalimallin (harmoninen värähtely) pohjalta on kehitetty teorioita, joiden avulla kyetään pitämään suorituksen aiheuttama tärinätaso sellaisena, ettei ympäristössä olevia entisiä rakennuksia vaurioiteta eikä teknisestä suorituksesta aiheudu vaaratilanteita ihmisille. Riskianalyysi- ja rakennuskatselmustietojen perusteella mitoitetaan käytettävä panos sellaiseksi, että asetetut turvallisuusvaateet tulevat täytetyiksi. Työn suorituksen onnistumiseksilaaditaan ohjeellinen panostussuunnitelma, jossa käytettävä panoskoko ilmoitetaan etäisyyden funktiona varottavasta kohteesta. Samassa esityksessä käy selville rakenteille sallittu tärinäaallon heilahdusnopeus mm/s:ssa. Muuttunut etäisyys ja se tosiasia, etteivät räjäytyskentät ole tärinätasoltaan identtisiä, vaikka etäisyys ja panoskoko ovat samat, tarvitsee muutostentekoa varten teoreettistasoisen esityksen tuekseen. Tuo tuki on ohjeellinen panostussuunnitelma. Muutosten perusteena ei ole mutu - menettely, vaan teoreettinen, yleisesti hyväksyttyihin menettelytapoihin perustuva malli.

Puunkäsittelykoneen simulointi ja mekaaniset häviöt

Diplomityö on osa Savonia-amk:n koneosaston TOVI-projektia, jossa metsä-konevalmistaja Ponsse Oyj on mukana. Työssä tutkittiin Ponsse Oyj:n metsäkoneen harvesteripäätä. Tavoitteena oli harvesteripään puun syöttöliikkeessä syntyvien mekaanisten häviöiden selvittäminen. Mekaanisilla häviöillä tarkoitamme karsintaterien kitkavoimia ja syöttörullien vierintävastusta.Edellisten lisäksi tavoitteena oli tutkia puun syöttöliikkeen simuloitavuutta monikappaledynamiikkaan perustuvalla simu-lointiohjelmistolla. Työ toteutettiin mittaamalla harvesteripään hydraulisten toimilaitteiden paineita, puun syötön aikana. Mittasimme myös puun ja harvesteripään välistä liikematkaa, nopeutta, kiihtyvyyttä, sekä puun paksuutta. Mittausten lisäksi harvesteripäästä rakennettiin simulointimalli. Mitattujen paineiden avulla laskettiin vastaavien toimilaitteiden synnyttämät voimat ja momentit. Simulointimallilla toistettiin mittaustapahtumat, käyttäen mittausten avulla laskettuja voimia ja momentteja. Mallin kitkakertoimien ja vierintävastusten avulla simuloidut ja mitatut liikematkat haettiin yhteneviksi. Toisin sanoen, simulointimalli verifioitiin todellisuutta vastaavaksi, jolloin simulointimallista voitiin lukea syntyneet häviöt.

Langattoman tiedonsiirron hyödyntäminen kaukolämpöjärjestelmän hallinnassa

Langattomien tiedonsiirtotekniikoiden kehittyessä mielenkiinto niiden soveltamiseen teollisuudessa on kasvanut. Langattoman tiedonsiirron avulla voidaan korvata perinteiset kaapeliratkaisut ja samalla mahdollistaa uusia, lisäarvoa toiminnalle tuovia sovelluksia. Tavoitteena on kustannussäästöjen lisäksi tuotannon tehostaminen paremman tiedonkeruun ja joustavamman käyttöympäristön avulla. Kaukolämpöjärjestelmän osien väliset etäisyydet ovat useimmiten niin pitkiä, ettei lyhyen kantaman langattomia tekniikoita voida hyödyntää. Tämän työn perusteella realistisina vaihtoehtoina ovat toistaiseksi yleisten matkapuhelinverkkojen hyödyntäminen sekä radiolinkit, mutta tulevaisuudessa uudet langattomat verkkotekniikat voivat mahdollistaa ulkopuolisista operaattoreista riippumattoman mobiilin tiedonsiirtojärjestelmän toteuttamisen koko kaukolämpöjärjestelmän alueelle. Työn aikana havaittiin myös, että uusien sovellusalueiden kanssa on vielä entistäkin tärkeämpää kiinnittää huomiota huolelliseen suunnitteluun, kustannuslaskelmiin sekä tietoturvaan, jotta voidaan toteuttaa luotettava, edullinen ja toimivalangaton tiedonsiirtojärjestelmä.

Optinen kolmiulotteinen mittaus ohutlevytuotteiden laadunvalvonnassa

Ohutlevyteollisuuden markkinatilanne on muuttunut, kun tuotantomäärät ovat kasvaneet, laatuvaatimukset tiukentuneet ja markkinat globalisoituneet. Konenäön avulla on mahdollista tehostaa laadunvalvontaa, jolloin virheet voidaan havaita nopeammin ja siten säästää tuotantokustannuksissa. Muotoiltujen ohutlevyosien tarkastamiseksi tarvitaan kolmiulotteisia mittausmenetelmiä, joilla pystytään varsin nopeasti ja tarkasti analysoimaan kappaleita. Erityisesti fotogrammetriaan perustuvaa rakenteista valoa on sovellettu erilaisissa mittalaitteissa, ja menetelmä on myös varsin joustava sekä edullinen käyttää. Fotogrammetriaan ja rakenteiseen valoon perustuvista mittalaitteista valittiin arvioitavaksi Mapvision 4D. Testeissä tutkittiin laitteen tarkkuutta, nopeutta ja soveltuvuutta teollisuusympäristöön sekä erityisesti taivutuskulmien, reikien halkaisijoidenja etäisyyksien mittaamista. Sovittamalla mitattu data CAD-malliin pystytään kappaleen mitoitus tarkastamaan vaaditulla 0,1 millimetrin tarkkuudella. Testitulosten perusteella voidaan todeta sekä mittalaitteen että mittausmenetelmän soveltuvan ohutlevykappaleiden laadunvalvontaan, kunhan reunojen määrityksessä esiintyvä säännöllinen epätarkkuus otetaan huomioon.

Cross-scale analysis of the region effect on vascular plant species diversity in southern and northern European mountain ranges.

Background: The divergent glacial histories of southern and northern Europe affect present-day species diversity at coarse-grained scales in these two regions, but do these effects also penetrate to the more fine-grained scales of local communities?Methodology/Principal Findings: We carried out a cross-scale analysis to address this question for vascular plants in two mountain regions, the Alps in southern Europe and the Scandes in northern Europe, using environmentally paired vegetation plots in the two regions (n = 403 in each region) to quantify four diversity components: (i) total number of species occurring in a region (total gamma-diversity), (ii) number of species that could occur in a target plot after environmental filtering (habitat-specific gamma-diversity), (iii) pair-wise species compositional turnover between plots (plot-to-plot beta-diversity) and (iv) number of species present per plot (plot gamma-diversity). We found strong region effects on total gamma-diversity, habitat-specific gamma-diversity and plot-to-plot beta-diversity, with a greater diversity in the Alps even towards distances smaller than 50 m between plots. In contrast, there was a slightly greater plot alpha-diversity in the Scandes, but with a tendency towards contrasting region effects on high and low soil-acidity plots.Conclusions/Significance: We conclude that there are strong regional differences between coarse-grained (landscape- to regional-scale) diversity components of the flora in the Alps and the Scandes mountain ranges,but that these differences do not necessarily penetrate to the finest-grained (plot-scale) diversity component, at least not on acidic soils. Because different processes can lead to a similar pattern, we discuss the consistency of our results with Quaternary history and other divergent features between the two regions such as habitat connectivity, selection for vagility and environmental differences not accounted for in our analyses