Análise espaço-temporal do uso da terra em parte do semi-árido cearense

A cobertura vegetal exerce papel imprescindível à proteção e conservação dos recursos naturais, principalmente no que diz respeito aos solos. Este estudo teve como objetivo avaliar e analisar a dimensão espacial e temporal da ação antrópica na cobertura vegetal de parte do semi-árido cearense, utilizando imagens LANDSAT TM-5, de 1985 e 1994, e técnicas de geoprocessamento, para verificar a hipótese de que a degradação ambiental vem sendo intensificada. Foram confeccionadas cartas de vegetação, uso da terra, solos e hidrografia, obtendo-se cartas de sobreposição, por meio das quais se constatou o aumento de áreas degradadas nas diferentes unidades fitoecológicas. No período de uma década, comprovou-se o processo progressivo da degradação nas áreas dos municípios de Independência, Pedra Branca, Mombaça e Tauá, tendo as áreas do município de Pedra Branca apresentado menor degradação. A unidade fitoecológica mais degradada, dentre as estudadas, foi a Caatinga Arbórea Aberta, desencadeando processos de degradação e transformação das unidades circunvizinhas. Grande parte da área foi atingida por processos de degradação ambiental, com forte pauperização da biodiversidade, acompanhados por um rebaixamento geral das formações vegetais.

Semi-purity of tempered Deligne cohomology

In this paper we define the formal and tempered Deligne cohomology groups, that are obtained by applying the Deligne complex functor to the complexes of formal differential forms and tempered currents respectively. We then prove the existence of a duality between them, a vanishing theorem for the former and a semipurity property for the latter. The motivation of these results comes from the study of covariant arithmetic Chow groups. The semipurity property of tempered Deligne cohomology implies, in particular, that several definitions of covariant arithmetic Chow groups agree for projective arithmetic varieties.

Detection of moving groups among early type stars

Our procedure to detect moving groups in the solar neighbourhood (Chen et al., 1997) in the four-dimensional space of the stellar velocity components and age has been improved. The method, which takes advantadge of non-parametric estimators of density distribution to avoid any a priori knowledge of the kinematic properties of these stellar groups, now includes the effect of observational errors on the process to select moving group stars, uses a better estimation of the density distribution of the total sample and field stars, and classifies moving group stars using all the available information. It is applied here to an accurately selected sample of early-type stars with known radial velocities and Strömgren photometry. Astrometric data are taken from the HIPPARCOS catalogue (ESA, 1997), which results in an important decrease in the observational errors with respect to ground-based data, and ensures the uniformity of the observed data. Both the improvement of our method and the use of precise astrometric data have allowed us not only to confirm the existence of classical moving groups, but also to detect finer structures that in several cases can be related to kinematic properties of nearby open clusters or associations.

Decomposição de estercos dispostos em diferentes profundidades em área degradada no semi-árido da Paraíba

Este estudo objetivou avaliar a velocidade de decomposição de estercos dispostos em diferentes profundidades. Utilizaram-se estercos asinino, bovino, caprino e ovino, que foram secos em estufa a ± 65 ºC, acondicionando-se 20 g de cada um em sacolas de náilon, sendo dispostos superficialmente e enterrados a 10,0 cm de profundidade. Mensalmente, coletou-se uma sacola/parcela, sendo o material limpo, seco em estufa e pesado para determinar a percentagem de perda em relação ao peso inicial, avaliando-se, assim, a decomposição. A decomposição foi lenta nos trinta dias iniciais, ficando nas sacolas de náilon mais ou menos 95 % do peso inicial dos estercos. Evidencia-se que a taxa de decomposição dos estercos foi fortemente influenciada pela pluviosidade ocorrida no período experimental. O esterco asinino foi mais resistente à decomposição, sendo a velocidade de decomposição mais acentuada nos estercos dispostos em 10,0 cm de profundidade.

An Efficient Segmentation Method for Ultrasound Images based on a Semi-supervised Approach and Patch-based Features

Segmenting ultrasound images is a challenging problemwhere standard unsupervised segmentation methods such asthe well-known Chan-Vese method fail. We propose in thispaper an efficient segmentation method for this class ofimages. Our proposed algorithm is based on asemi-supervised approach (user labels) and the use ofimage patches as data features. We also consider thePearson distance between patches, which has been shown tobe robust w.r.t speckle noise present in ultrasoundimages. Our results on phantom and clinical data show avery high similarity agreement with the ground truthprovided by a medical expert.

Estimation of the extreme flash flood evolution in Barcelona county from 1351 to 2005

Every year, flash floods cause economic losses and major problems for undertaking daily activity in the Catalonia region (NE Spain). Sometimes catastrophic damage and casualties occur. When a long term analysis of floods is undertaken, a question arises regarding the changing role of the vulnerability and the hazard in risk evolution. This paper sets out to give some information to deal with this question, on the basis of analysis of all the floods that have occurred in Barcelona county (Catalonia) since the 14th century, as well as the flooded area, urban evolution, impacts and the weather conditions for any of most severe events. With this objective, the identification and classification of historical floods, and characterisation of flash-floods among these, have been undertaken. Besides this, the main meteorological factors associated with recent flash floods in this city and neighbouring regions are well-known. On the other hand, the identification of rainfall trends that could explain the historical evolution of flood hazard occurrence in this city has been analysed. Finally, identification of the influence of urban development on the vulnerability to floods has been carried out. Barcelona city has been selected thanks to its long continuous data series (daily rainfall data series, since 1854; one of the longest rainfall rate series of Europe, since 1921) and for the accurate historical archive information that is available (since the Roman Empire for the urban evolution). The evolution of flood occurrence shows the existence of oscillations in the earlier and later modern-age periods that can be attributed to climatic variability, evolution of the perception threshold and changes in vulnerability. A great increase of vulnerability can be assumed for the period 1850¿1900. The analysis of the time evolution for the Barcelona rainfall series (1854¿2000) shows that no trend exists, although, due to changes in urban planning, flash-floods impact has altered over this time. The number of catastrophic flash floods has diminished, although the extraordinary ones have increased.

Heel and toe clearance estimation for gait analysis using wireless inertial sensors.

Tripping is considered a major cause of fall in older people. Therefore, foot clearance (i.e., height of the foot above ground during swing phase) could be a key factor to better understand the complex relationship between gait and falls. This paper presents a new method to estimate clearance using a foot-worn and wireless inertial sensor system. The method relies on the computation of foot orientation and trajectory from sensors signal data fusion, combined with the temporal detection of toe-off and heel-strike events. Based on a kinematic model that automatically estimates sensor position relative to the foot, heel and toe trajectories are estimated. 2-D and 3-D models are presented with different solving approaches, and validated against an optical motion capture system on 12 healthy adults performing short walking trials at self-selected, slow, and fast speed. Parameters corresponding to local minimum and maximum of heel and toe clearance were extracted and showed accuracy ± precision of 4.1 ± 2.3 cm for maximal heel clearance and 1.3 ± 0.9 cm for minimal toe clearance compared to the reference. The system is lightweight, wireless, easy to wear and to use, and provide a new and useful tool for routine clinical assessment of gait outside a dedicated laboratory.

Distribuição de fósforo em diferentes ordens de solo do semi-árido da Paraíba e de Pernambuco

Os solos do semi-árido nordestino têm sido reconhecidos como deficientes em P. Todavia, a grande diversidade de ordens a que eles pertencem indica que não devem ser semelhantes quanto às concentrações das diferentes formas deste elemento. A concentração de P foi avaliada em 69 amostras de solo das dez ordens mais comuns no semi-árido, nas camadas de 0-20 e 20-40 cm. O P foi extraído pelo Mehlich-1 e por fracionamento seqüencial, por extração com resina, NaHCO3, NaOH e H2SO4, e por digestão peróxido/sulfúrica. O P total (somatório das frações) variou de 52 a 1.625 mg kg-1, estando a maioria dos solos na faixa entre 100 e 200 mg kg-1, na camada de 0-20 cm, com uma grande variabilidade entre as ordens e dentro delas. Grande variabilidade foi encontrada também para qualquer das frações. De modo geral, Neossolos Flúvicos, Vertissolos, Luvissolos e Cambissolos tiveram os maiores valores; Argissolos, Neossolos Litólicos e Latossolos, valores intermediários, e Neossolos Regolíticos, Planossolos e Neossolos Quartzarênicos, os mais baixos. O maior reservatório de P, de forma geral, foi o P residual e os menores, as frações mais lábeis (P resina e Pi-NaHCO3), representando juntas entre 7 e 12 % do P total. Mehlich-1 extraiu baixas proporções de P total dos Vertissolos (1 %) e alta proporção dos Latossolos (24 %), o inverso ocorrendo com a extração com bicarbonato (11 e 5 %, respectivamente). A resina extraiu baixas proporções em todas as ordens (1 a 6 %).

Front-crawl instantaneous velocity estimation using a wearable inertial measurement unit.

Monitoring the performance is a crucial task for elite sports during both training and competition. Velocity is the key parameter of performance in swimming, but swimming performance evaluation remains immature due to the complexities of measurements in water. The purpose of this study is to use a single inertial measurement unit (IMU) to estimate front crawl velocity. Thirty swimmers, equipped with an IMU on the sacrum, each performed four different velocity trials of 25 m in ascending order. A tethered speedometer was used as the velocity measurement reference. Deployment of biomechanical constraints of front crawl locomotion and change detection framework on acceleration signal paved the way for a drift-free integration of forward acceleration using IMU to estimate the swimmers velocity. A difference of 0.6 ± 5.4 cm · s(-1) on mean cycle velocity and an RMS difference of 11.3 cm · s(-1) in instantaneous velocity estimation were observed between IMU and the reference. The most important contribution of the study is a new practical tool for objective evaluation of swimming performance. A single body-worn IMU provides timely feedback for coaches and sport scientists without any complicated setup or restraining the swimmer's natural technique.

Gaussian process framework for pervasive estimation of swimming velocity with body-worn IMU

Presented is an accurate swimming velocity estimation method using an inertial measurement unit (IMU) by employing a simple biomechanical constraint of motion along with Gaussian process regression to deal with sensor inherent errors. Experimental validation shows a velocity RMS error of 9.0 cm/s and high linear correlation when compared with a commercial tethered reference system. The results confirm the practicality of the presented method to estimate swimming velocity using a single low-cost, body-worn IMU.

Propágulos de fungos micorrízicos arbusculares em solos deficientes em fósforo sob diferentes usos, da região semi-arida no nordeste do Brasil

A conversão de áreas de caatinga em agricultura e pecuária de subsistência é uma das características marcantes da região semi-árida do Nordeste do Brasil. O presente estudo investigou o efeito dessa conversão sobre os propágulos de fungos micorrízicos arbusculares (FMA) em 10 locais diferentes, distribuídos nos Estados da Paraíba e de Pernambuco. Cada local consistiu de uma área de vegetação nativa (caatinga) contígua com uma área cultivada, na mesma posição de encosta. Amostras de solo foram coletadas a intervalos de 20-30 m, nas profundidades de 0-7,5 e 7,5-15 cm (10 locais x 2 usos do solo x 2 profundidades com 4 pontos amostrais) ao longo de uma transecção que cruzava as áreas contíguas. As raízes (< 2 mm) catadas das amostras de solo (n = 160) foram coloridas com azul de tripan para quantificar o grau de colonização por FMA, verificando-se também o tipo de estruturas fúngicas presentes. Esporos de FMA extraídos do solo por peneiramento úmido foram incubados em solução de cloreto de iodonitrotetrazólio (INT) e contados, considerando-se viáveis os corados pelo INT. O solo foi analisado quanto ao teor de P-resina e CO total (COT). Para análise dos resultados, as 10 áreas com vegetação nativa foram separadas em dois subgrupos: caatinga preservada (CaatP, n = 6) e caatinga raleada (CaatR, n = 4), por apresentarem diferentes graus de degradação. Pelo mesmo motivo, as áreas cultivadas também foram separadas em dois subgrupos: cultivada preservada (CultP, n = 4) e cultivada degradada (CultD, n = 6). Dessa forma, foram estabelecidos quatro níveis de intensidade de uso do solo ou degradação, conforme o histórico de uso, a observação visual da degradação da vegetação ou do solo e a erosão do solo avaliada pela técnica do 137Cs. O efeito da intensidade de uso do solo nos propágulos de FMA somente foi observado na camada de 0-7,5 cm, exceto para esporos não-viáveis. A densidade de esporos viáveis variou de 1,4 a 6,8 esporos/50 g de solo e a de não-viáveis, de 91,4 a 226 esporos/50 g de solo. A categoria CaatR foi a que apresentou resultados mais consistentes em relação ao estímulo do desmatamento seletivo (raleamento) sobre os propágulos, com maior número de esporos viáveis, maior intensidade de colonização e diminuição da proporção de amostras com vesículas, em relação às demais categorias. Os teores de P-resina nas amostras de solo foram, em geral, muito baixos (< 6 mg kg-1), tendo-se observado que a colonização radicular em amostras com teores inferiores a 1,5 mg kg-1 foi menos intensa naquelas com P-resina acima desse valor. Observou-se também que a colonização das raízes foi favorecida pelos teores mais altos de COT, o mesmo acontecendo com o número de esporos viáveis.

Indicadores de qualidade do solo em sistemas de cultivo orgânico e convencional no semi-árido cearense

A qualidade do solo pode mudar com o passar do tempo, em decorrência de eventos naturais ou ações antrópicas. A adoção de práticas de cultivo orgânico reduz o revolvimento do solo, favorecendo a recuperação de suas propriedades físicas e químicas. Este trabalho teve como objetivo comparar propriedades físicas, químicas e biológicas de solos cultivados com algodão em bases orgânicas e no sistema convencional, assim como identificar as que possam ser utilizadas como indicadores de qualidade do solo. Selecionaram-se seis áreas submetidas ao cultivo orgânico e três ao cultivo convencional para coleta de amostras de solo deformadas e indeformadas, nas camadas de 0-10, 10-20 e 20-30 cm. Técnicas de estatística univariada e multivariada foram utilizadas para análise dos dados. Os resultados mostraram que os indicadores físicos e químicos testados individualmente não foram sensíveis para diferenciar as áreas sob sistema de cultivo orgânico daquelas sob cultivo convencional. No entanto, a aplicação de técnicas de análise multivariada - no caso, componentes principais e a discriminante de Anderson - permitiu a distinção entre algumas áreas cultivadas sob cultivo orgânico comparativamente às convencionais, até mesmo as que estavam em transição. Dos indicadores biológicos, a fauna edáfica mostrou-se mais precisa na avaliação da qualidade do solo, distinguindo de forma satisfatória as áreas sob sistema de cultivo orgânico das que estavam sob sistema convencional.

Comunidade microbiana e mesofauna edáficas em solo sob caatinga no semi-árido da Paraíba

A atividade biológica do solo é responsável por inúmeras transformações físicas e químicas dos resíduos orgânicos que são depositados, mantendo, assim, a sustentabilidade do ambiente. O presente estudo objetivou avaliar a distribuição da comunidade microbiana e da mesofauna edáfica no semi-árido da Paraíba. Para determinação da população de microrganismos, foram coletadas amostras de solo na profundidade de 0-15 cm. A contagem total de fungos e de bactérias foi realizada em meios de cultura específicos. A extração da mesofauna foi feita pelo método de Berlese-Tullgren modificado. Oscilações no conteúdo de água do solo e na temperatura promoveram variações na população microbiana. A população de fungos foi superior à de bactérias nos dois anos de observação, provavelmente devido ao pH do solo da área de estudo, que é ligeiramente ácido. O índice de diversidade de Shannon (H) e o de Pielou (e) variaram de acordo com a época de coleta. Os grupos mais freqüentes da mesofauna do solo foram Diptera (42,5 %), Acarinae (40,3 %) e Collembola (8,8 %), indicando que esses organismos possuem papel importante na ciclagem de nutrientes em área de Caatinga.

Frações de nitrogênio em Luvissolo sob sistemas agroflorestais e convencional no semi-árido cearense

Os sistemas agroflorestais têm sido amplamente promovidos como sistemas de produção agrícola sustentáveis, principalmente para regiões subdesenvolvidas, onde o uso de insumos externos é inviável. Este trabalho objetivou avaliar o impacto de quatro sistemas agroflorestais e um sistema convencional sobre os teores de N total, mineral e em diferentes frações orgânicas, após cinco anos de uso de um Luvissolo na região semi-árida cearense, em experimento instalado na Embrapa Caprinos, em Sobral (CE). Os sistemas testados foram: agrossilvipastoril (AGP); silvipastoril (SILV); tradicional cultivado em 1998 e 1999 (TR98); tradicional cultivado em 2002 (TR02); cultivo convencional (CC); e uma área de Caatinga (CA). Nas amostras de solo, avaliaram-se os teores de N total, N-NH4+, N-NO3-, N microbiano, N da matéria orgânica leve (livre e oclusa) e o N das substâncias húmicas. Os resultados indicaram que todos os tratamentos condicionaram elevados teores de N-NO3-, representando entre 10,3 e 23,5 % dos teores de N total. O sistema CC reduziu os teores de N total e das frações das substâncias húmicas em 38 e 44 %, respectivamente, na camada superficial do solo. Dentre os sistemas agroflorestais, os sistemas AGP e TR98 causaram redução significativa dos teores de N total, N da matéria orgânica leve (livre e oclusa) e N das substâncias húmicas. O tratamento SILV preservou e, em alguns casos, aumentou os teores de N do solo e, portanto, constituiu um sistema que pode ser recomendado como uma alternativa sustentável de manejo do solo para o semi-árido cearense.

Semi-supervised remote sensing image classification with cluster kernels

A semisupervised support vector machine is presented for the classification of remote sensing images. The method exploits the wealth of unlabeled samples for regularizing the training kernel representation locally by means of cluster kernels. The method learns a suitable kernel directly from the image and thus avoids assuming a priori signal relations by using a predefined kernel structure. Good results are obtained in image classification examples when few labeled samples are available. The method scales almost linearly with the number of unlabeled samples and provides out-of-sample predictions.