Comparação do uso de modelos digitais de elevação em mapeamento digital de solos em Dois Irmãos, RS, Brasil

Os modelos digitais de elevação (MDEs) são fontes fundamentais para correlacionar a ocorrência e distribuição de solos com a paisagem pelo mapeamento digital de solos (MDS). A influência dos tipos e das resoluções dos MDEs na capacidade de predição dos modelos preditores de classes de solo ainda é pouco estudada. Neste estudo, foram avaliados e comparados os efeitos de diferentes MDEs na predição de ocorrência de unidades de mapeamento de solo (UM). Foram correlacionados 12 atributos do terreno derivados de diferentes MDEs com a ocorrência de UM. Os MDEs utilizados foram os oriundos dos projetos SRTM v4.1, ASTER GDEM v2, TOPODATA e Brasil em Relevo, e os MDEs gerados a partir de curvas de nível na escala de 1:50.000, com resoluções de 30 e 90 m. Os modelos preditores foram treinados por árvore de decisão (Simple Cart) com dados amostrados em 4.280 pontos aleatórios contendo informações dos solos extraídos de um mapa convencional de solos na escala 1:20.000 e 12 atributos do terreno derivados de seis MDEs com tamanhos de pixel de 30 e 90 m. A validação dos modelos preditores de UM foi realizada com a totalidade dos dados da área. Os atributos do terreno que melhor explicaram a ocorrência das UM foram elevação, declividade, comprimento de fluxo e orientação das vertentes. Os MDEs com tamanho de pixel de 30 m geraram correlações solo-paisagem menos acuradas. Os modelos preditores mais acurados e com maior número de UM estimadas foram os gerados a partir dos MDEs com resolução espacial de 90 m (SRTM v4.1 e CN90), sendo esses os MDEs mais indicados para o MDS, quando predominarem relevos plano e suave ondulado.

Mapeamento digital de atributos: granulometria e matéria orgânica do solo utilizando espectroscopia de de reflectância difusa

A espectroscopia de reflectância difusa (ERD) pode ser utilizada como alternativa para quantificação de atributos como granulometria e matéria orgânica do solo (MOS). Essa técnica pode ser opção para quantificar esses atributos em grande volume de amostras de solos, visto ser rápida, com menor custo e sem a geração de resíduos químicos. O objetivo deste estudo foi desenvolver modelos usando análise de regressão linear múltipla para predizer o teor de argila, areia, silte e MOS, utilizando dados de ERD em uma área de relevo e geologia complexa localizada na região central do Rio Grande do Sul. No estudo, foram utilizadas 303 amostras coletadas na profundidade de 0,00-0,20 m para determinar os teores de argila, areia, silte e MOS por meio da análise laboratorial e de reflectância espectral. O desempenho dos modelos de predição apresentaram bons resultados, com capacidade de explicação da variância de 77 e 72 % para areia e argila, respectivamente. Mesmo com a complexidade geológica e pedológica, os resultados evidenciaram que a técnica é promissora, sendo possível a aplicação dessa técnica para predição da granulometria e teor de MOS.

COMPARAÇÃO DE ESQUEMAS DE AMOSTRAGEM PARA TREINAMENTO DE MODELOS PREDITORES NO MAPEAMENTO DIGITAL DE CLASSES DE SOLOS

Os modelos preditores usados no mapeamento digital de solos (MDS) precisam ser treinados com dados que captem ao máximo a variação dos atributos do terreno e dos solos, a fim de gerar correlações adequadas entre as variáveis ambientais e a ocorrência dos solos. Para avaliar a acurácia desses modelos, tem sido constatado o uso de diferentes métodos de avaliação da acurácia no MDS. Os objetivos deste estudo foram comparar o uso de três esquemas de amostragem para treinar algoritmo de árvore de classificação (CART) e avaliar a capacidade de predição dos modelos gerados por meio de quatro métodos. Foram utilizados os esquemas de amostragem: aleatório simples; proporcional à área de cada unidade de mapeamento de solos (UM); e estratificado pelo número de UM. Os métodos de avaliação testados foram: aparente, divisão percentual, validação cruzada com 10 subconjuntos e reamostragem com sete conjuntos de dados independentes. As acurácias dos modelos estimadas pelos métodos foram comparadas com as acurácias mensuradas obtidas pela comparação dos mapas gerados, a partir de cada esquema de amostragem, com o mapa convencional de solos na escala 1:50.000. Os esquemas de amostragem influenciaram na quantidade de UMs preditas e na acurácia dos modelos e dos mapas gerados. Os esquemas de amostragem proporcional e estratificada resultaram mapas digitais menos acurados, e a acurácia dos modelos variou conforme o método de avaliação empregado. A amostragem aleatória resultou no mapa digital mais acurado e apresentou valores da acurácia semelhantes para todos os métodos de avaliação testados.

Spatial analysis of erythrocyte membrane fluctuations by digital holographic microscopy.

Red blood cell (RBC) membrane fluctuations provide important insights into cell states. We present a spatial analysis of red blood cell membrane fluctuations by using digital holographic microscopy (DHM). This interferometric and dye-free technique, possessing nanometric axial and microsecond temporal sensitivities enables to measure cell membrane fluctuations (CMF) on the whole cell surface. DHM acquisition is combined with a model which allows extracting the membrane fluctuation amplitude, while taking into account cell membrane topology. Uneven distribution of CMF amplitudes over the RBC surface is observed, showing maximal values in a ring corresponding to the highest points on the RBC torus as well as in some scattered areas in the inner region of the RBC. CMF amplitudes of 35.9+/-8.9 nm and 4.7+/-0.5 nm (averaged over the cell surface) were determined for normal and ethanol-fixed RBCs, respectively.

SELEÇÃO DE DENSIDADE DE AMOSTRAGEM COM BASE EM DADOS DE ÁREAS JÁ MAPEADAS PARA TREINAMENTO DE MODELOS DE ÁRVORE DE DECISÃO NO MAPEAMENTO DIGITAL DE SOLOS

Para estudar técnicas de amostragem, úteis ao mapeamento digital de solos (MDS), objetivou-se avaliar o efeito da variação da densidade de pontos amostrais com base em dados de áreas já mapeadas por métodos tradicionais na acurácia dos modelos de árvores de decisão (AD) para a geração de mapas de solos por MDS. Em duas bacias hidrográficas no noroeste do Rio Grande do Sul, usou-se, como referência, antigos mapas convencionais de solos na escala 1:50.000. A partir do modelo digital de elevação do terreno e da rede hidrográfica, foram gerados mapas das variáveis preditoras: elevação, declividade, curvatura, comprimento de fluxo, acúmulo de fluxo, índice de umidade topográfica e distância euclideana de rios. A escolha dos locais dos pontos amostrais foi aleatória e testaram-se densidades amostrais que variaram de 0,1 a 4 pontos/ha. O treinamento dos modelos foi realizado no software Weka, gerando-se modelos preditores usando diferentes tamanhos do nó final da AD para obter AD com tamanhos distintos. Quando não se controlou o tamanho das AD, o aumento da densidade de amostragem resultou no aumento da concordância com os mapas básicos de referências e no aumento do número de unidades de mapeamento preditas. Nas AD com tamanho controlado, o aumento da densidade de amostragem não influenciou a concordância com os mapas de referência e interferiu muito pouco no número de unidades de mapeamento preditas.

SOIL QUALITY IN RELATION TO FOREST CONVERSION TO PERENNIAL OR ANNUAL CROPPING IN SOUTHERN BRAZIL

Many forested areas have been converted to intensive agricultural use to satisfy food, fiber, and forage production for a growing world population. There is great interest in evaluating forest conversion to cultivated land because this conversion adversely affects several soil properties. We examined soil microbial, physical, and chemical properties in an Oxisol (Latossolo Vermelho distrófico) of southern Brazil 24 years after forest conversion to a perennial crop with coffee or annual grain crops (maize and soybeans) in conventional tillage or no-tillage. One goal was to determine which soil quality parameters seemed most sensitive to change. A second goal was to test the hypothesis that no-tillage optimized preservation of soil quality indicators in annual cropping systems on converted land. Land use significantly affected microbial biomass and its activity, C and N mineralization, and aggregate stability by depth. Cultivated sites had lower microbial biomass and mineralizable C and N than a forest used as control. The forest and no-tillage sites had higher microbial biomass and mineralizable C and N than the conventional tillage site, and the metabolic quotient was 65 and 43 % lower, respectively. Multivariate analysis of soil microbial properties showed a clear separation among treatments, displaying a gradient from conventional tillage to forest. Although the soil at the coffee site was less disturbed and had a high organic C content, the microbial activity was low, probably due to greater soil acidity and Al toxicity. Under annual cropping, microbial activity in no-tillage was double that of the conventional tillage management. The greater microbial activity in forest and no-tillage sites may be attributed, at least partially, to lower soil disturbance. Reducing soil disturbance is important for soil C sequestration and microbial activity, although control of soil pH and Al toxicity are also essential to maintain the soil microbial activity high.

Multiple Geotechnological Tools Applied to Digital Mapping of Tropical Soils

ABSTRACT In recent years, geotechnologies as remote and proximal sensing and attributes derived from digital terrain elevation models indicated to be very useful for the description of soil variability. However, these information sources are rarely used together. Therefore, a methodology for assessing and specialize soil classes using the information obtained from remote/proximal sensing, GIS and technical knowledge has been applied and evaluated. Two areas of study, in the State of São Paulo, Brazil, totaling approximately 28.000 ha were used for this work. First, in an area (area 1), conventional pedological mapping was done and from the soil classes found patterns were obtained with the following information: a) spectral information (forms of features and absorption intensity of spectral curves with 350 wavelengths -2,500 nm) of soil samples collected at specific points in the area (according to each soil type); b) obtaining equations for determining chemical and physical properties of the soil from the relationship between the results obtained in the laboratory by the conventional method, the levels of chemical and physical attributes with the spectral data; c) supervised classification of Landsat TM 5 images, in order to detect changes in the size of the soil particles (soil texture); d) relationship between classes relief soils and attributes. Subsequently, the obtained patterns were applied in area 2 obtain pedological classification of soils, but in GIS (ArcGIS). Finally, we developed a conventional pedological mapping in area 2 to which was compared with a digital map, ie the one obtained only with pre certain standards. The proposed methodology had a 79 % accuracy in the first categorical level of Soil Classification System, 60 % accuracy in the second category level and became less useful in the categorical level 3 (37 % accuracy).

Analog circuit for real-time computation of respiratory mechanical impedance in sleep studies

The aim of this work was to develop a low-cost circuit for real-time analog computation of the respiratory mechanical impedance in sleep studies. The practical performance of the circuit was tested in six patients with obstructive sleep apnea. The impedance signal provided by the analog circuit was compared with the impedance calculated simultaneously with a conventional computerized system. We concluded that the low-cost analog circuit developed could be a useful tool for facilitating the real-time assessment of airway obstruction in routine sleep studies.

Increased Wnt signaling triggers oncogenic conversion of human breast epithelial cells by a Notch-dependent mechanism.

Wnt and Notch signaling have long been established as strongly oncogenic in the mouse mammary gland. Aberrant expression of several Wnts and other components of this pathway in human breast carcinomas has been reported, but evidence for a causative role in the human disease has been missing. Here we report that increased Wnt signaling, as achieved by ectopic expression of Wnt-1, triggers the DNA damage response (DDR) and an ensuing cascade of events resulting in tumorigenic conversion of primary human mammary epithelial cells. Wnt-1-transformed cells have high telomerase activity and compromised p53 and Rb function, grow as spheres in suspension, and in mice form tumors that closely resemble medullary carcinomas of the breast. Notch signaling is up-regulated through a mechanism involving increased expression of the Notch ligands Dll1, Dll3, and Dll4 and is required for expression of the tumorigenic phenotype. Increased Notch signaling in primary human mammary epithelial cells is sufficient to reproduce some aspects of Wnt-induced transformation. The relevance of these findings for human breast cancer is supported by the fact that expression of Wnt-1 and Wnt-4 and of established Wnt target genes, such as Axin-2 and Lef-1, as well as the Notch ligands, such as Dll3 and Dll4, is up-regulated in human breast carcinomas.

Front propagation in the A+B->2A reaction under subdiffusion

We consider an irreversible autocatalytic conversion reaction A+B->2A under subdiffusion described by continuous-time random walks. The reactants transformations take place independently of their motion and are described by constant rates. The analog of this reaction in the case of normal diffusion is described by the Fisher-Kolmogorov-Petrovskii-Piskunov equation leading to the existence of a nonzero minimal front propagation velocity, which is really attained by the front in its stable motion. We show that for subdiffusion, this minimal propagation velocity is zero, which suggests propagation failure.

Digital holographic microscopy: a noninvasive contrast imaging technique allowing quantitative visualization of living cells with subwavelength axial accuracy.

We have developed a digital holographic microscope (DHM), in a transmission mode, especially dedicated to the quantitative visualization of phase objects such as living cells. The method is based on an original numerical algorithm presented in detail elsewhere [Cuche et al., Appl. Opt. 38, 6994 (1999)]. DHM images of living cells in culture are shown for what is to our knowledge the first time. They represent the distribution of the optical path length over the cell, which has been measured with subwavelength accuracy. These DHM images are compared with those obtained by use of the widely used phase contrast and Nomarski differential interference contrast techniques.

Native Grassland Conversion: the Roles of Risk Intervention and Switching Costs

We develop a real option model of the irreversible native grassland conversion decision. Upon plowing, native grassland can be followed by either a permanent cropping system or a system in which land is put under cropping (respectively, grazing) whenever crop prices are high (respectively, low). Switching costs are incurred upon alternating between cropping and grazing. The effects of risk intervention in the form of crop insurance subsidies are studied, as are the effects of cropping innovations that reduce switching costs. We calibrate the model by using cropping return data for South Central North Dakota from 1989 to 2012. Simulations show that a risk intervention that offsets 20% of a cropping return shortfall increases the sod-busting cost threshold, below which native sod will be busted, by 41% (or $43.7/acre). Omitting cropping return risk across time underestimates this sod-busting cost threshold by 23% (or $24.35/acre), and hence underestimates the native sod conversion caused by crop production.

Desafios do modelo brasileiro de inclusão digital pela escola

Este artigo discute os rumos da política pública de inclusão digital nas escolas com base nos resultados da pesquisa de avaliação de impacto e de processo do Projeto UCA-Total (Um Computador por Aluno) realizada em cinco municípios onde foi implementado no decorrer de 2010 e 2011. A avaliação de impacto, de caráter longitudinal, foi feita através de um survey domiciliar aplicado em duas ondas. A pesquisa de processo associou diversas metodologias qualitativas, como grupos focais, entrevistas e visitas a campo. Limita-se aqui aos resultados derivados da pesquisa de painel, que revelam o baixo nível de aproveitamento do Projeto e um padrão de funcionamento bastante divergente em razão de vantagens e debilidades locais. Seu enorme potencial não foi até hoje completamente aproveitado.

La Recerca en obert al Dipòsit Digital de la UB

Comunicació presentada a: II Setmana Internacional de l'Accés Obert a la Universitat de Barcelona. Universitat de Barcelona, del 18 al 22 d'octubre de 2010