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.

Factors affecting farmers’ decisions on utilization of rice straw compost in Northeastern Thailand

Rice straw is used in Northeastern Thailand as an alternative to organic fertilizer for crop production. This enables farmers to reduce the use of chemical fertilizers which leads to a decrease in production costs. In spite of the beneficial effects in agricultural production, rice straw compost cannot be produced in large amounts because the burning of rice straws is a common farming practice. The decisions of farmers who use rice straw compost have been investigated by interviewing 120 households belonging to the members of an organic fertilizer user group using a household questionnaire. The study was conducted to evaluate the factors that affect the use of rice straw compost in Khon Kaen Province in Northeastern Thailand. Results of the logit model showed that the farmers’ education, number of rice straw compost trainings in which the farmer participated, lack of knowledge about technology, insufficient labour and difficulty in making rice straw compost had a significant impact on the farmer’s decision to use rice straw compost. Difficulty in making rice straw compost appeared to be the root cause because the procedure of making rice straw compost is complex and labour intensive. Repeated trainings thus, will have a positive and significant influence on farmers’ adoption of the technology. Training provides more knowledge and will presumably change the perception of the farmers towards new technologies and the awareness of positive effects of rice straw compost utilization.

Interface issues in the ESCHER visual database editor

Presentation at the 1997 Dagstuhl Seminar "Evaluation of Multimedia Information Retrieval", Norbert Fuhr, Keith van Rijsbergen, Alan F. Smeaton (eds.), Dagstuhl Seminar Report 175, 14.04. - 18.04.97 (9716). - Abstract: This presentation will introduce ESCHER, a database editor which supports visualization in non-standard applications in engineering, science, tourism and the entertainment industry. It was originally based on the extended nested relational data model and is currently extended to include object-relational properties like inheritance, object types, integrity constraints and methods. It serves as a research platform into areas such as multimedia and visual information systems, QBE-like queries, computer-supported concurrent work (CSCW) and novel storage techniques. In its role as a Visual Information System, a database editor must support browsing and navigation. ESCHER provides this access to data by means of so called fingers. They generalize the cursor paradigm in graphical and text editors. On the graphical display, a finger is reflected by a colored area which corresponds to the object a finger is currently pointing at. In a table more than one finger may point to objects, one of which is the active finger and is used for navigating through the table. The talk will mostly concentrate on giving examples for this type of navigation and will discuss some of the architectural needs for fast object traversal and display. ESCHER is available as public domain software from our ftp site in Kassel. The portable C source can be easily compiled for any machine running UNIX and OSF/Motif, in particular our working environments IBM RS/6000 and Intel-based LINUX systems. A porting to Tcl/Tk is under way.

Quantifying rock fabrics: a test of autocorrelation of the spatial distribution of cristals

A novel test of spatial independence of the distribution of crystals or phases in rocks based on compositional statistics is introduced. It improves and generalizes the common joins-count statistics known from map analysis in geographic information systems. Assigning phases independently to objects in RD is modelled by a single-trial multinomial random function Z(x), where the probabilities of phases add to one and are explicitly modelled as compositions in the K-part simplex SK. Thus, apparent inconsistencies of the tests based on the conventional joins{count statistics and their possibly contradictory interpretations are avoided. In practical applications we assume that the probabilities of phases do not depend on the location but are identical everywhere in the domain of de nition. Thus, the model involves the sum of r independent identical multinomial distributed 1-trial random variables which is an r-trial multinomial distributed random variable. The probabilities of the distribution of the r counts can be considered as a composition in the Q-part simplex SQ. They span the so called Hardy-Weinberg manifold H that is proved to be a K-1-affine subspace of SQ. This is a generalisation of the well-known Hardy-Weinberg law of genetics. If the assignment of phases accounts for some kind of spatial dependence, then the r-trial probabilities do not remain on H. This suggests the use of the Aitchison distance between observed probabilities to H to test dependence. Moreover, when there is a spatial uctuation of the multinomial probabilities, the observed r-trial probabilities move on H. This shift can be used as to check for these uctuations. A practical procedure and an algorithm to perform the test have been developed. Some cases applied to simulated and real data are presented. Key words: Spatial distribution of crystals in rocks, spatial distribution of phases, joins-count statistics, multinomial distribution, Hardy-Weinberg law, Hardy-Weinberg manifold, Aitchison geometry

Intrinsic test of independence in contingency tables

A condition needed for testing nested hypotheses from a Bayesian viewpoint is that the prior for the alternative model concentrates mass around the small, or null, model. For testing independence in contingency tables, the intrinsic priors satisfy this requirement. Further, the degree of concentration of the priors is controlled by a discrete parameter m, the training sample size, which plays an important role in the resulting answer regardless of the sample size. In this paper we study robustness of the tests of independence in contingency tables with respect to the intrinsic priors with different degree of concentration around the null, and compare with other “robust” results by Good and Crook. Consistency of the intrinsic Bayesian tests is established. We also discuss conditioning issues and sampling schemes, and argue that conditioning should be on either one margin or the table total, but not on both margins. Examples using real are simulated data are given

CODAMAT: a modern analogue techinque for compositional data

The quantitative estimation of Sea Surface Temperatures from fossils assemblages is a fundamental issue in palaeoclimatic and paleooceanographic investigations. The Modern Analogue Technique, a widely adopted method based on direct comparison of fossil assemblages with modern coretop samples, was revised with the aim of conforming it to compositional data analysis. The new CODAMAT method was developed by adopting the Aitchison metric as distance measure. Modern coretop datasets are characterised by a large amount of zeros. The zero replacement was carried out by adopting a Bayesian approach to the zero replacement, based on a posterior estimation of the parameter of the multinomial distribution. The number of modern analogues from which reconstructing the SST was determined by means of a multiple approach by considering the Proxies correlation matrix, Standardized Residual Sum of Squares and Mean Squared Distance. This new CODAMAT method was applied to the planktonic foraminiferal assemblages of a core recovered in the Tyrrhenian Sea. Kew words: Modern analogues, Aitchison distance, Proxies correlation matrix, Standardized Residual Sum of Squares

Reaction times as a measure of uncertainty. 'Tiempo de reacci??n como una medida de incertidumbre'

Resumen tomado de la publicaci??n

Bandwidth allocation based on real time calculations using the convolution approach

This paper focuses on one of the methods for bandwidth allocation in an ATM network: the convolution approach. The convolution approach permits an accurate study of the system load in statistical terms by accumulated calculations, since probabilistic results of the bandwidth allocation can be obtained. Nevertheless, the convolution approach has a high cost in terms of calculation and storage requirements. This aspect makes real-time calculations difficult, so many authors do not consider this approach. With the aim of reducing the cost we propose to use the multinomial distribution function: the enhanced convolution approach (ECA). This permits direct computation of the associated probabilities of the instantaneous bandwidth requirements and makes a simple deconvolution process possible. The ECA is used in connection acceptance control, and some results are presented

Sindrome de burnout y factores asociados en personal de salud de tres instituciones de Bogotá en diciembre de 2010

Introducción: El síndrome de burnout (SB) ha tomado relevancia clínica y social a nivel mundial, estudiado bajo variadas metodologías con resultados no comparables, con algunas aproximaciones en Colombia, que justifican profundizar su conocimiento en el contexto de Bogotá. Metodología: Estudio de corte transversal, con el objetivo de identificar la prevalencia de SB, dimensiones que lo componen y factores asociados. Se utilizó cuestionario de variables socio demográficas y cuestionario Maslach Burnout Inventory (MBI), con análisis descriptivo, bivariado y multivariado en SPSS. Resultados: Se encuestaron 184 trabajadores de la salud -médicos, enfermeras y personal auxiliar-, 139 mujeres (75,5%) y 45 hombres (24,5%), con una prevalencia del 2,2% para SB. En modelo de regresión logística multinomial se encontró asociación significativa (p<0.05) para baja realización personal y despersonalización. Prevalencia para agotamiento emocional 20,6%, despersonalización 16,8% y baja realización personal 7,6%. Discusión: La comparación de los resultados es compleja de acuerdo a las diferentes escalas de mediciones utilizadas en otros estudios. Es importante resaltar el papel protagónico del las mujeres en la muestra, lo cual puede influir en la presentación del burnout bajo la perspectiva de la ambigüedad de roles. Conclusiones: Una prevalencia del 2,2% para síndrome de burnout, niveles de agotamiento emocional y despersonalización de 20,6% y 16,8% en el grupo estudiado hacen preciso profundizar el estudio, con inclusión de factores transculturales y características particulares relacionadas con el oficio del personal de salud en grandes ciudades, que puede afectarse con variables del entorno que generan estrés y pueden influir en la presentación del síndrome.

Prevalencia y factores asociados al embarazo y su reincidencia en adolescentes colombianas

Introducción: El embarazo en adolescentes es uno de los problemas de salud pública más relevantes a nivel mundial. En Colombia, las políticas no han sido efectivas para disminuir la tasa de embarazo en edades tempranas, ni para impedir la reincidencia de la gestación. Este estudio caracteriza esta problemática determinando la prevalencia y los factores asociados tanto del embarazo en adolescentes como de su reincidencia. Métodos: Estudio de corte transversal comparativo a partir de 13,313 adolescentes colombianas respondientes de la Encuesta Nacional de Demografía y Salud, 2010. Se realizaron regresiones multinomiales para comparar el grupo de adolescentes no embarazadas con las que tuvieron uno o varios embarazos y regresión logística para comparar el grupo de embarazo único y el reincidente. Resultados: El 13.3% tuvieron un embarazo y el 3.5% más de uno. Al comparar con las adolescentes que no se embarazaron: a) las adolescentes que tuvieron un embarazo fueron mayores, convivían con su pareja, vivían con más personas, fuera de la familia de origen y habían sido víctimas de abuso sexual y maltrato físico. La probabilidad de embarazo disminuyo en aquellas adolescentes que tenían más recursos económicos, deseaban un menor número de hijos, asistían al colegio, habían usado planificación familiar y recibido educación sexual. b) En las adolescentes que tuvieron más de un embarazo se asociaron los mismos factores sin embargo no hubo diferencias regionales ni asociación con el número deseado de hijos, se encontraron otros factores como el menor nivel educativo y las mujeres de raza negra. La reincidencia también se asocio con la edad mayor del primer compañero sexual, la ausencia de control prenatal y haber tenido un recién nacido prematuro. Conclusiones: Este estudio utilizó una muestra representativa de las adolescentes colombianas. Demuestra tanto las dimensiones del problema como los factores que se encuentran asociados al mismo con lo cual se podrán direccionar programas de prevención adecuados

Factores asociados a la aparición de mediastinitis en revascularizacion miocárdica

Objetivos: La mediastinitis se presenta hasta en el 4% de los pacientes sometidos a revascularización miocárdica, con un mortalidad hospitalaria reportada del 14 al 47%, generando aumento en los costos de atención, deterioro de la calidad de vida y la sobrevida a largo plazo del enfermo; su etiología es multifactorial. El objetivo de este estudio fue determinar cuáles antecedentes clínicos del paciente y factores relacionados con el procedimiento quirúrgico se asocian con la aparición mediastinitis. Métodos: Diseño de casos y controles anidado en una cohorte histórica de pacientes sometidos a revascularización miocárdica en el periodo de enero de 2005 a julio de 2011. Los pacientes con mediastinitis se compararon con un grupo control sin mediastinitis tomados del mismo grupo de riesgo en una relación 1:4, y pareados por fecha de cirugía. El diagnóstico de mediastinitis se hizo con criterios clínicos, de laboratorio y hallazgos quirúrgicos. Resultados: Se identificaron 30 casos en ese periodo. Los factores asociados a la aparición del evento fueron: Diabetes Mellitus OR 2,3 (1.1- 4,9), uso de circulación extracorpórea OR 2,4 (1,1 -5.5), tiempo de perfusión OR 1,1 (1,1 – 1.3) y pacientes mayores de 70 años OR 1.1 (1,2-1-4). Conclusiones: La mediastinitis sigue siendo una complicación de baja prevalencia con consecuencias devastadoras. El impacto clínico y económico de esta complicación debe obligar a los grupos quirúrgicos a crear estrategias de prevención con base en el conocimiento de los factores de riesgo de su población.

Estudio Costo-Efectividad de Lidocaína tópica como adyuvante a Pregabalina y Gabapentina en dolor neuropático periférico en una I.P.S de Bogotá 2011.

Introducción: el dolor neuropático es una patología de considerable prevalencia e impacto socio-económico en la población latinoamericana, la evidencia clínica sugiere que los ligandos de canales de calcio y el parche de Lidocaína pueden tratar exitosamente el dolor neuropático periférico y localizado. Metodología: se realizo una evaluación económica tipo costo-efectividad, observacional y retrospectiva con datos extraídos de las historias clínicas de pacientes atendidos en la clínica de dolor de la IPS. La variable primaria de efectividad fue la mejoría del dolor medida mediante escala visual análoga. Resultados: se estudiaron 94 pacientes tratados con: Gabapentina (G) 21, Pregabalina (P) 24, Gabapentina+ lidocaína (G/P) 24, Pregabalina + Lidocaína (P/L) 25, los costos asociados al tratamiento son los siguientes COP$114.070.835, COP$105.855.920, COP$88.717.481 COP$89.854.712 respectivamente, el número de pacientes con mejoría significativa de dolor fue: 8,10,9 y 21 pacientes respectivamente. El ICER de G/L con respecto a G fue: COP$ -25.353.354. El ICER de P/L con respecto a P fue: COP$ -1.454.655. Conclusiones: la adición del parche de lidocaína a la terapia regular con P/L represento una disminución de consumo de recursos en salud como uso de medicamentos co-analgésicos, analgésicos de rescate y fármacos para controlar reacciones adversas, de la misma forma que consultas a profesionales de la salud. Cada paciente manejado con P/L representa un ahorro de COP $1.454.655 al contrario si se manejase con el anticonvulsivante de manera exclusiva, en el caso de G/L este ahorro es de COP $ 25.353.354 frente a G sola.

Los conceptos de salud financiera, riesgo y epidemiología en los estados financieros de las compañías del sector de extracción de petróleo crudo y gas natural en Colombia

El presente proyecto tiene como objeto identificar cuáles son los conceptos de salud, enfermedad, epidemiología y riesgo aplicables a las empresas del sector de extracción de petróleo y gas natural en Colombia. Dado, el bajo nivel de predicción de los análisis financieros tradicionales y su insuficiencia, en términos de inversión y toma de decisiones a largo plazo, además de no considerar variables como el riesgo y las expectativas de futuro, surge la necesidad de abordar diferentes perspectivas y modelos integradores. Esta apreciación es pertinente dentro del sector de extracción de petróleo y gas natural, debido a la creciente inversión extranjera que ha reportado, US$2.862 millones en el 2010, cifra mayor a diez veces su valor en el año 2003. Así pues, se podrían desarrollar modelos multi-dimensional, con base en los conceptos de salud financiera, epidemiológicos y estadísticos. El termino de salud y su adopción en el sector empresarial, resulta útil y mantiene una coherencia conceptual, evidenciando una presencia de diferentes subsistemas o factores interactuantes e interconectados. Es necesario mencionar también, que un modelo multidimensional (multi-stage) debe tener en cuenta el riesgo y el análisis epidemiológico ha demostrado ser útil al momento de determinarlo e integrarlo en el sistema junto a otros conceptos, como la razón de riesgo y riesgo relativo. Esto se analizará mediante un estudio teórico-conceptual, que complementa un estudio previo, para contribuir al proyecto de finanzas corporativas de la línea de investigación en Gerencia.

Radio 33 comparado con el patrón de oro para diagnóstico de osteoporosis

Introducción: la medición de la densidad mineral ósea en el fémur y columna lumbar es considerada la prueba de oro para el diagnóstico de osteoporosis en mujeres postmenopáusicas, sin tener suficiente evidencia de la utilidad al medir de manera individual o simultanea el radio 33 con este mismo propósito. Metodología Se realizó un estudio de pruebas diagnósticas, valorando concordancia anidada para determinar el valor diagnóstico del radio 33 comparado con los resultados por dual fémur y columna, actualmente patrón de oro el en diagnóstico. Se incluyeron mujeres mayores de 50 años entre el periodo de 2008 y 2011. Resultados Se incluyeron 3241 osteodensitometrias de pacientes femeninas con columna AP, dual fémur, radio ultradistal y radio 33. Tomando como estándar de oro la medición en columna y/o femur, el radio-33 obtuvo una sensibilidad de 95.5% y especificidad de 91% (p= 0,000) para osteoporosis, y una sensibilidad de 76.5% y especificidad de 54.9% p=0,000 para el diagnóstico de osteopenia. El radio 33 permite diagnosticar un 35% adicional de casos que no son captados con la medición en fémur y columna lumbar. Discusión La osteodensitometría en los sitios usados comúnmente, predice únicamente el 40% del riesgo de fractura (1). Si se incluye la medición de radio 33, la sensibilidad de la osteodensitometría sube en un 35.66% adicional, logrando detectar más pacientes con este riesgo y generando un impacto en la oportunidad del tratamiento y quizás reducción en la morbi-mortalidad secundaria a fracturas en esta población susceptible.

De lo micro a lo macro prudencial: Un análisis de la supervisión bancaria desde la econometría espacial

La crisis que se desató en el mercado hipotecario en Estados Unidos en 2008 y que logró propagarse a lo largo de todo sistema financiero, dejó en evidencia el nivel de interconexión que actualmente existe entre las entidades del sector y sus relaciones con el sector productivo, dejando en evidencia la necesidad de identificar y caracterizar el riesgo sistémico inherente al sistema, para que de esta forma las entidades reguladoras busquen una estabilidad tanto individual, como del sistema en general. El presente documento muestra, a través de un modelo que combina el poder informativo de las redes y su adecuación a un modelo espacial auto regresivo (tipo panel), la importancia de incorporar al enfoque micro-prudencial (propuesto en Basilea II), una variable que capture el efecto de estar conectado con otras entidades, realizando así un análisis macro-prudencial (propuesto en Basilea III).