NDVI With Artificial Neural Networks For SRTM Elevation Model Improvement – Hydrological Model Application

Digital elevation model (DEM) plays a substantial role in hydrological study, from understanding the catchment characteristics, setting up a hydrological model to mapping the flood risk in the region. Depending on the nature of study and its objectives, high resolution and reliable DEM is often desired to set up a sound hydrological model. However, such source of good DEM is not always available and it is generally high-priced. Obtained through radar based remote sensing, Shuttle Radar Topography Mission (SRTM) is a publicly available DEM with resolution of 92m outside US. It is a great source of DEM where no surveyed DEM is available. However, apart from the coarse resolution, SRTM suffers from inaccuracy especially on area with dense vegetation coverage due to the limitation of radar signals not penetrating through canopy. This will lead to the improper setup of the model as well as the erroneous mapping of flood risk. This paper attempts on improving SRTM dataset, using Normalised Difference Vegetation Index (NDVI), derived from Visible Red and Near Infra-Red band obtained from Landsat with resolution of 30m, and Artificial Neural Networks (ANN). The assessment of the improvement and the applicability of this method in hydrology would be highlighted and discussed.

Aplicação de técnicas de descobrimento de conhecimento em bases de dados e de inteligência artificial em avaliação de imóveis

A comparação de dados de mercado é o método mais empregado em avaliação de imóveis. Este método fundamenta-se na coleta, análise e modelagem de dados do mercado imobiliário. Porém os dados freqüentemente contêm erros e imprecisões, além das dificuldades de seleção de casos e atributos relevantes, problemas que em geral são solucionados subjetivamente. Os modelos hedônicos de preços têm sido empregados, associados com a análise de regressão múltipla, mas existem alguns problemas que afetam a precisão das estimativas. Esta Tese investigou a utilização de técnicas alternativas para desenvolver as funções de preparação dos dados e desenvolvimento de modelos preditivos, explorando as áreas de descobrimento de conhecimento e inteligência artificial. Foi proposta uma nova abordagem para as avaliações, consistindo da formação de uma base de dados, ampla e previamente preparada, com a aplicação de um conjunto de técnicas para seleção de casos e para geração de modelos preditivos. Na fase de preparação dos dados foram utilizados as técnicas de regressão e redes neurais para a seleção de informação relevante, e o algoritmo de vizinhança próxima para estimação de valores para dados com erros ou omissões. O desenvolvimento de modelos preditivos incluiu as técnicas de regressão com superficies de resposta, modelos aditivos generalizados ajustados com algoritmos genéticos, regras extraídas de redes neurais usando lógica difusa e sistemas de regras difusas obtidos com algoritmos genéticos, os quais foram comparados com a abordagem tradicional de regressão múltipla Esta abordagem foi testada através do desenvolvimento de um estudo empírico, utilizando dados fornecidos pela Prefeitura Municipal de Porto Alegre. Foram desenvolvidos três formatos de avaliação, com modelos para análise de mercado, avaliação em massa e avaliação individual. Os resultados indicaram o aperfeiçoamento da base de dados na fase de preparação e o equilíbrio das técnicas preditivas, com um pequeno incremento de precisão, em relação à regressão múltipla.Os modelos foram similares, em termos de formato e precisão, com o melhor desempenho sendo atingido com os sistemas de regras difusas.

Efeito de diluentes na qualidade de sêmen suíno armazenado a 17ºC e no desempenho reprodutivo das fêmeas após inseminação artificial.

O trabalho constou de 3 experimentos com a finalidade de avaliar a influência de três diluentes sobre a motilidade e integridade da membrana espermática e de dois diluentes sobre o desempenho de fêmeas inseminadas com sêmen armazenado, no máximo, por 48h. Nos experimentos I e II, as doses de sêmen de 100 e 80 mL, contendo 3 e 2,5 bilhões de espermatozóides, respectivamente, foram mantidas sob resfriamento a 17ºC por um período de 144h. No experimento III os diluentes utilizados foram o BTS e Androhep® Enduraguard™. Os parâmetros de avaliação da qualidade do sêmen foram os percentuais de motilidade (Mot) e de membranas íntegras (MI), no experimento I, e Mot no experimento II. No experimento III, foram avaliados as taxas de retorno ao estro (TRE), de parto (TP), de parto ajustada (TPA), número de leitões nascidos totais (NT), nascidos vivos (NV), natimortos (NM) e mumificados (MM). Foram coletados 5 ejaculados de 5 machos para o experimento I e 3 a 18 ejaculados de 18 machos para os experimentos II e III. No experimento III, foram inseminadas 882 fêmeas com ordem de parto entre 1 e 8. No experimento I foram comparados três diluentes: BTS (T1); Androhep® Enduraguard™ (T2) e Androhep® (T3). Houve uma diminuição (P<0,05) na Mot do T1 em relação ao T2 e T3 já nas 48h. Quanto à MI, T1 e T3 apresentaram percentuais médios superiores (P<0,05) ao T2. No experimento II, foram comparados dois diluentes: BTS (T1) e Androhep® Enduraguard™ (T2). Não houve diferença (P>0,05) para Mot entre T1 e T2, em nenhum momento de avaliação. No experimento III foram avaliados dois diluentes: BTS (T1) e Androhep® Enduraguard™ (T2). Não houve diferença (P>0,05) na TRE, TP, TPA, NT, NV, NM e MM entre os tratamentos. Apesar do sêmen diluído em BTS ter apresentado motilidade inferior aos outros dois diluentes, no experimento I, isto não ocorreu no experimento II. O desempenho das fêmeas inseminadas com sêmen armazenado até 48h não foi influenciado pelo diluente utilizado (BTS ou Androhep® Enduraguard™).

Utilização de inteligência artificial (redes neurais artificiais) no gerenciamento de reprodutoras pesadas.

Uma atividade com a magnitude da avicultura, que usa equipamentos de última geração e serviços atualizados, é levada, na maioria dos casos, a tomar decisões que envolvem todos aspectos de produção, apoiada em critérios subjetivos. A presente tese objetivou estudar a utilização das redes neurais artificiais na estimação dos parâmetros de desempenho de matrizes pesadas, pertencentes a uma integração avícola sul-brasileira. Foram utilizados os registros de 11 lotes em recria, do período compreendido entre 09/11/97 a 10/01/99 e de 21 lotes em produção, do período compreendido entre 26/04/98 a 19/12/99, para a análise por redes neurais artificiais. Os dados utilizados corresponderam a 273 linhas de registros semanais, do período de recria e 689 linhas de registros semanais, do período de produção. Os modelos de redes neurais foram comparados e selecionados como melhores, baseados no coeficiente de determinação múltipla (R2), Quadrado Médio do Erro (QME), bem como pela análise de gráficos, plotando a predição da rede versus a predição menos o real (resíduo). Com esta tese foi possível explicar os parâmetros de desempenho de matrizes pesadas, através da utilização de redes neurais artificiais. A técnica permite a tomada de decisões por parte do corpo técnico, baseadas em critérios objetivos obtidos cientificamente. Além disso, este método permite simulações das conseqüências de tais decisões e fornece a percentagem de contribuição de cada variável no fenômeno em estudo.

Utilização de substrato artificial para colonização perifítica: subsídio à remoção de microorganismos e nutrientes na Estação de Tratamento de Esgotos, Lami, Porto Alegre - RS

São apresentados os resultados do desenvolvimento das comunidades de algas perifíticas sobre substratos artificiais em duas lagoas de estabilização na Estação de Tratamento de Esgotos (ETE) do Lami, em Porto Alegre, Rio Grande do Sul, Brasil. Foram analisadas as mudanças na diversidade de espécies durante 8 semanas, entre outubro e dezembro de 2001, em três profundidades na coluna d'água, utilizando-se vários índices. O grupo de algas predominante no substrato superor nas duas lagoas foi o das diatomáceas, enquanto que nas profundidades média e inferior as cianobactérias foram as espécies mais freqüentes e abundantes, tanto na lagoa facultativa 1 como na lagoa de maturação 2 . Pelos resultados obtidos é possível que o substrato artificial de telas plástica utilizado neste experimento seja eficiente na remoção de nutrientes, tais como fósforo e nitrogênio. Pelo Índice Autotrófico verifica-se que as lagoas de estabilização são ambientes autotróficos, principalmente nos estratos superior e médio. Métodos estatísticos de análise multivariada foram realizados para descrever as relações entre espécies algais no tempo e em diferentes profundidades, bem como para encontrar afinidades específicas. Os resultados indicam espécies e grupos dominantes, substituições de espécies, mudanças na densidade e diversidade específica das comunidades perifíticas nessas lagoas. Este estudo demonstrou que o tempo para o estabelecimento de comunidades do perifiton diminui com a profundidade. Na análise das algas perifíticas foram registradas 32 táxons distribuídos em 4 divisões.

Considerações sobre programas de inseminação artificial e cistos ovarianos em suínos

Esta tese foi dividida em 4 capítulos: 1) Influência do intervalo desmame estro sobre a duração de Estro e o momento da ovulação de pluríparas suínas e seu uso como base de um programa de inseminação artificial; 2) Intervalo entre a inseminação e a ovulação e desempenho reprodutivo de pluríparas suínas submetidas a uma ou duas inseminações artificiais por dia; 3) Desempenho reprodutivo de fêmeas suínas submetidas ou não a inseminações artificiais pós-ovulatórias e 4) Cistos ovarianos e suas conseqüências no desempenho reprodutivo de rebanhos suínos. Para a realização do primeiro capítulo, foram conduzidos 6 experimentos, em 2 granjas, quando foram observadas 3291 pluríparas suínas, com o objetivo de avaliar a relação entre o intervalo desmame estro com a duração de estro e o momento da ovulação e a possibilidade do uso do intervalo desmame estro como preditor do momento da ovulação. O intervalo desmame estro influenciou a duração de estro em quase todas as avaliações, embora as associações observadas entre essas variáveis tenham sido fracas. O mesmo ocorreu com a associação do intervalo desmame estro com o momento da ovulação. Devido à grande variabilidade do momento da ovulação, não é possível observar uma associação forte com o intervalo desmame estro. Uma mesma granja pode apresentar comportamento estral diferenciado quanto ao intervalo entre o desmame e o estro em diferentes momentos. Para a realização do capítulo 2 foram avaliadas 2230 pluríparas suínas submetidas a uma ou duas inseminações artificiais diárias. As fêmeas estavam alojadas em duas granjas, que foram observadas em dois momentos cada. Foram avaliados o comportamento estral, desempenho reprodutivo, intervalo entre a inseminação e a ovulação e o número de inseminações pós-ovulatórias com o uso de cada estratégia. O uso de uma inseminação diária reduziu em pelo menos 0,92 doses inseminante por estro. A duração de estro, momento da ovulação, taxa de retorno ao estro e taxa de parto ajustada não foram influenciados pelo número de inseminações recebidas diariamente. O tamanho de leitegada foi influenciado em somente uma das avaliações, sendo menor nas fêmeas que receberam inseminações com intervalo de 24 horas. A redução no número de inseminações diárias causou um aumento no intervalo entre a inseminação e a ovulação. A freqüência de inseminações não promoveu diferenças na percentagem de fêmeas que receberam todas as inseminações antes da ovulação, mas aumentou o número de inseminações pós-ovulatórias recebidas. Para o capítulo 3, foram analisadas 1298 fêmeas suínas de duas granjas, com o objetivo de determinar a percentagem de fêmeas que receberam uma ou mais inseminações pós-ovulatórias e seus efeitos sobre o desempenho reprodutivo. Foi observado que mais de 70% das fêmeas receberam pelo menos uma inseminação pós-ovulatória e, aproximadamente 20% receberam duas ou mais. Não foi observado efeito das inseminações realizadas após a ovulação sobre a taxa de retorno ao estro, taxa de parto e tamanho de leitegada. Para a realização do capítulo 4, foram avaliadas por meio de ultra-sonografia transcutânea, 1990 fêmeas cíclicas de duas granjas, de diferentes ordens de parto, duração de lactação e intervalo desmame estro. O objetivo deste trabalho foi determinar a incidência de cistos ovarianos em fêmeas suínas cíclicas em produção e as suas conseqüências no desempenho reprodutivo do plantel. A incidência de cistos foi de 2,36%. Os cistos influenciaram a taxa de retorno ao estro, estando associados a cerca de 10% de todos os retornos, em ambas as granjas. A taxa de parto e a taxa de fêmeas vazias ao parto também foi influenciada pelo aparecimento de cistos, mas estes não influenciaram o tamanho de leitegada. O aparecimento de cistos não foi influenciado pela ordem de parto. Fêmeas que tiveram duração de lactação menor apresentaram maior incidência de cistos. Fêmeas que apresentaram intervalo desmame estro menor que 3 dias apresentaram maior incidência de cistos. A época do ano não influenciou o aparecimento de cistos.

Adoção de inseminação artificial na produção de bovinos reprodutores : um estudo do impacto na gestão das propriedades rurais

A tecnologia de inseminação artificial (IA) é considerada uma determinante da estruturação do melhoramento genético e da competitividade da pecuária bovina. Essa tecnologia apresenta demandas específicas para a sua adoção, procedimentos diferenciados tanto no processo produtivo como na área gerencial da propriedade rural. Ana lisar o impacto que essa tecnologia causa na gestão das propriedades rurais é objeto de estudo desde trabalho, que pesquisou aquelas especializadas em bovino reprodutor, no sentido de averiguar quais as reais mudanças estruturais, organizacionais e gerenciais que nelas ocorreram após a adoção da tecnologia. No intuito de verificar quais as subtecnologias e procedimentos necessários para que a tecnologia de IA pudesse ser adotada realizou-se levantamento de dados em fontes secundárias e entrevistas com profissionais da área, que culminou na elaboração de um quadro contendo as exigências para a adoção dessa tecnologia, com os objetivos e/ou as atividades envolvidas, assim como a infra-estrutura necessária. Com base nos dados coletados, foram relacionadas, ainda, as exigências com as implicações ou procedimentos administrativos necessários para a implantação da tecnologia. Elaborou-se o roteiro de entrevistas que foi utilizado no estudo de multicasos envolvendo três propriedades. A seleção das propriedades foi com base no volume de sêmen adquirido. Destacam-se as constatações, a partir da análise dos dados levantados: a) a infra-estrutura existente nas propriedades sofre alterações ou adaptações com a adoção da IA, estando as mesmas relacionadas com o nível tecnológico já existente nas propriedades; b) a adoção da IA foi determinada pela disponibilidade de recursos financeiros e capacidade técnica para implantá-la, em duas das propriedades analisadas o processo de adoção da tecnologia de IA está relacionado com a formação dos filhos em medicina veterinária; c) o planejamento passa a ser instrumento na condução do negócio, após a adoção da IA; d) o controle de qualidade está relacionado com o nível de desenvolvimento tecnológico existente na propriedade, e) a informação gerada no processo produtivo começa a receber tratamento após o uso da tecnologia de IA, seja pela necessidade de maximizar o seu retorno, seja pela exigência dos órgãos controladores de gado de alta linhagem; f) as propriedades, onde a tecnologia não está consolidada, são mais receptivas à pesquisa e desenvolvimento; g) os proprietários na comercialização passam a adotar a venda por unidade utilizando também os leilões e materiais promocionais para divulgar os produtos; h) o volume de sêmen utilizado não guarda relação direta com o tamanho da propriedade; i) as propriedades cuja utilização da tecnologia ainda não está consolidada, reinvestem a renda gerada na própria propriedade; e j) a adoção da tecnologia possibilitou maior competitividade aos proprietários. Como resultado, coloca-se à disposição dos produtores rurais um referencial para a tomada de decisão sobre a adoção e/ou implementação da tecnologia de IA. Identificam-se também novas áreas de pesquisa, envolvendo a questão da tecnologia e da gestão na atividade agropecuária, pois às vezes a falta da competitividade do setor não está na carência de tecnologia, mais sim na forma como a mesma é gerenciada.

Desempenho reprodutivo de fêmeas suínas após a inseminação artificial intra-uterina ou tradicional

O objetivo deste trabalho foi avaliar o desempenho reprodutivo de fêmeas suínas inseminadas com a técnica intra-uterina (IAU) ou tradicional (IAT), considerando o refluxo de sêmen após a IA, as taxas de retorno ao estro e de parto, além do número de leitões nascidos. As fêmeas do grupo IAU foram inseminadas com doses de 1,5 bilhão de espermatozóides em 60 ml de volume e as do grupo IAT com 3 bilhões em 90 ml. A passagem do cateter de IAU através da cérvix foi possível em 97,4% das fêmeas. Houve presença de sangue no cateter, após a realização da IAU, em 9,5% das fêmeas em pelo menos uma das inseminações, e estas apresentaram retorno ao estro superior ao das fêmeas sem sangramento (P<0,05). Foi coletado o refluxo no momento e até duas horas após a inseminação. Apesar do percentual de volume refluído ter sido maior (P<0,05) na IAU (75,4%) do que na IAT (62,7%), o percentual de espermatozóides presentes no refluxo foi semelhante (22,7 e 23,0%, respectivamente). Foi realizado diagnóstico de retorno ao estro a partir do 18º dia e diagnóstico de gestação por ultra-sonografia transcutânea entre o 21º e 23º dias após a inseminação. Não houve diferença (P>0,05) nas taxas de retorno ao estro (3,6% e 4,3%), de prenhez aos 21-23 dias (99,5% e 97,2%), de parto ajustada (94,9% e 94,4%) e no tamanho da leitegada (11,6 e 11,8 leitões) entre IAU e IAT, respectivamente. Independentemente do número de espermatozóides da dose inseminante, a perda por refluxo, superior ou inferior a 20% do total infundido, não influenciou a taxa de parto e o número de leitões nascidos. O desempenho reprodutivo de fêmeas suínas de ordem de parto dois a quatro, inseminadas pela técnica intra-uterina, com doses de 1,5 bilhão de espermatozóides, foi semelhante àquele observado com a inseminação tradicional cervical com doses de 3 bilhões de espermatozóides.

Análise de tendência do índice Bovespa em tempo real utilizando técnicas de inteligência artificial

Estudamos e propusemos uma solução para o caso específico do índice Bovespa (fechamento) à vista. Utilizamos técnicas de inteligência artificial, estudando modelos pouco estruturados para a análise de tendências de alta ou queda deste índice. Modelo matemático aliado às técnicas de IA é comparado e integrado, procurando adequar às necessidades de análise na área de negócios.

Inteligência artificial popperiana

A inteligência tem sido estudada como fruto de evolução biológica. Nas últimas centenas de milhões de anos, a inteligência tem evoluído juntamente com a biologia. Essa conclusão pode ser obtida ao analisar o comportamento das criaturas que emergiram assim como a sua capacidade de armazenar e processar informação. A evolução gerou criaturas possuidoras de cérebros com grande poder de adaptação. Partindo-se do pressuposto que a inteligência humana é resultado de um processo evolutivo paulatino que ocorreu ao longo de milhões de anos, faz sentido tentar repetir os mesmos passos dados ao longo da evolução da inteligência artificialmente. A evolução oferece uma rota que vai desde tipos de mentes simples até tipos de mentes mais complexas apresentando um caminho de características e capacidades que evoluíram ao longo do tempo. No presente trabalho, acredita-se que esse caminho seguido pela evolução é uma boa fonte de inspiração para a geração de inteligência artificial. De acordo com Dennett, um tipo de mente que apareceu ao longo da evolução é a mente popperiana que aprende as regras do ambiente e tem a capacidade de imaginar ou planejar estados futuros permitindo que ela se adapte com facilidade a novas e inesperadas situações. Sendo assim, modela-se e implementa-se um agente popperiano capaz de aprender as regras do seu ambiente e planejar ações futuras baseando-se no seu aprendizado. Por fim, são implementados dois protótipos de agentes popperianos para resolver problemas distintos e observa-se a capacidade dos agentes popperianos em se adaptar às condições do seu meio para alcançar seus objetivos.

Utilização de inteligência artificial - (Redes neurais artificiais) no gerenciamento da produção de frangos de corte

Este estudo objetivou demonstrar que é possível explicar os fenômenos que ocorrem na criação de frangos de corte através de redes neurais artificiais. A estatística descritiva e a diferença entre as médias das variáveis dos dados iniciais foram calculadas com o programa computacional SigmaStat® Statistical Software para Windows 2.03. Foi utilizada uma série histórica de dados de produção de frangos de corte, obtidos nos anos de 2001 e 2002, fornecidos por uma Integração Avícola do Rio Grande do Sul, contendo informações de 1.516 criadores com lotes alojados em 2001 e 889 criadores com lotes alojados em 2002. Nos arquivos estavam registrados, para cada lote, suas variáveis de produção, tais como número do lote, data do alojamento, data do abate, idade ao abate, número de pintos alojados, quilogramas de ração consumidos, quilogramas de frangos produzidos, número de aves abatidas, custo do frango produzido, mortalidade, peso médio, ganho de peso diário, índice de conversão alimentar, índice de eficiência, quilogramas líquido de frangos, quilogramas de ração inicial, quilogramas de ração crescimento, quilogramas de ração abate, além de outros. Para a construção das redes neurais artificiais foi utilizado o programa computacional NeuroShell®Predictor, desenvolvido pela Ward Systems Group. Ao programa foi identificado as variáveis escolhidas como “entradas” para o cálculo do modelo preditivo e a variável de “saída” aquela a ser predita. Para o treinamento das redes foram usados 1.000 criadores do banco de dados do alojamento de frangos de corte de 2001. Os restantes 516 criadores de 2001 e todos os 889 criadores de 2002 serviram para a validação das predições, os quais não participaram da etapa de aprendizagem, sendo totalmente desconhecidos pelo programa. Foram gerados 20 modelos na fase de treinamento das redes neurais artificiais, com distintos parâmetros de produção ou variáveis (saídas). Em todos estes modelos, as redes neurais artificiais geradas foram bem ajustadas apresentando sempre, um Coeficiente de Determinação Múltipla (R²) elevado e o menor Quadrado Médio do Erro (QME). Ressalta-se que o R² perfeito é 1 e um coeficiente muito bom deve estar próximo de 1. Todos os 20 modelos, quando validados com os 516 lotes de 2001 e com 889 de 2002, apresentaram também Coeficientes de Determinação Múltipla (R²) elevados e muito próximos de 1, além de apresentarem o Quadrado Médio do Erro (QME) e Erro Médio reduzidos. Foi comprovado não haver diferenças significativas entre as médias dos valores preditos e as médias dos valores reais, em todas as validações efetuadas nos lotes abatidos em 2001 e em 2002, quando aplicados os 20 modelos de redes neurais gerados. Como conclusão, as redes neurais artificiais foram capazes de explicar os fenômenos envolvidos com a produção industrial de frangos de corte. A técnica oferece critérios objetivos, gerados cientificamente, que embasarão as decisões dos responsáveis pela produção industrial de frangos de corte.Também permite realizar simulações e medir a contribuição de cada variável no fenômeno em estudo.