Identificação de fontes de produção de sedimentos em uma pequena bacia rural

Este trabalho refere-se a um estudo de identificação de fontes de sedimentos realizado em uma pequena bacia hidrográfica rural localizada em uma região montanhosa no sul do Brasil. Essa bacia representa um ecossistema típico de exploração agrícola, realizado por pequenos agricultores que cultivam fumo em áreas marginais, com conseqüências severas aos recursos naturais. A identificação das fontes de sedimentos, a partir dos sedimentos que são transportados em suspensão nos rios, possibilita avaliar quais são as áreas que estão realmente contribuindo para produção de sedimentos e, com isso, fazer inferências sobre o potencial poluidor desses sedimentos e, também, orientar as ações a serem realizadas para o controle da emissão desse sedimentos. A metodologia utilizada foi a aproximação fingerprinting. O trabalho explorou as principais limitações da metodologia, bem como as suas potencialidades na identificação das fontes de sedimentos. O método baseou-se em variáveis geoquímicas para discriminar as fontes de sedimentos e classificar os sedimentos em suspensão, utilizando técnicas de análise estatística multivariada. Dentre todas fontes possíveis de sedimentos na bacia, as possíveis de discriminação foram os potreiros, as lavouras e as estradas não pavimentadas. A classificação dos sedimentos em suspensão possibilitou a identificação da contribuição relativa das fontes, considerando lavouras e estradas como preponderantes. Os resultados mostraram que a contribuição dessas duas fontes foram variáveis no tempo e que a proporção relativa da contribuição de cada fonte variou de acordo com o manejo e a cobertura do solo que ocorreu nas lavouras e das obras de manutenção realizadas nas estradas. Entretanto, a contribuição média das fontes mostrou que as lavouras e as estradas contribuíram com 64% e 36%, respectivamente, dos sedimentos amostrados no exutório da bacia.

Orpheo : uma estrutura de trabalho para integração dos paradigmas de aprendizado supervisionado e não-supervisionado

Esta tese apresenta contribuições ao processo de Descoberta de Conhecimento em Bases de Dados (DCBD). DCBD pode ser entendido como um conjunto de técnicas automatizadas – ou semi-automatizadas – otimizadas para extrair conhecimento a partir de grandes bases de dados. Assim, o já, de longa data, praticado processo de descoberta de conhecimento passa a contar com aprimoramentos que o tornam mais fácil de ser realizado. A partir dessa visão, bem conhecidos algoritmos de Estatística e de Aprendizado de Máquina passam a funcionar com desempenho aceitável sobre bases de dados cada vez maiores. Da mesma forma, tarefas como coleta, limpeza e transformação de dados e seleção de atributos, parâmetros e modelos recebem um suporte que facilita cada vez mais a sua execução. A contribuição principal desta tese consiste na aplicação dessa visão para a otimização da descoberta de conhecimento a partir de dados não-classificados. Adicionalmente, são apresentadas algumas contribuições sobre o Modelo Neural Combinatório (MNC), um sistema híbrido neurossimbólico para classificação que elegemos como foco de trabalho. Quanto à principal contribuição, percebeu-se que a descoberta de conhecimento a partir de dados não-classificados, em geral, é dividida em dois subprocessos: identificação de agrupamentos (aprendizado não-supervisionado) seguida de classificação (aprendizado supervisionado). Esses subprocessos correspondem às tarefas de rotulagem dos itens de dados e obtenção das correlações entre os atributos da entrada e os rótulos. Não encontramos outra razão para que haja essa separação que as limitações inerentes aos algoritmos específicos. Uma dessas limitações, por exemplo, é a necessidade de iteração de muitos deles buscando a convergência para um determinado modelo. Isto obriga a que o algoritmo realize várias leituras da base de dados, o que, para Mineração de Dados, é proibitivo. A partir dos avanços em DCBD, particularmente com o desenvolvimento de algoritmos de aprendizado que realizam sua tarefa em apenas uma leitura dos dados, fica evidente a possibilidade de se reduzir o número de acessos na realização do processo completo. Nossa contribuição, nesse caso, se materializa na proposta de uma estrutura de trabalho para integração dos dois paradigmas e a implementação de um protótipo dessa estrutura utilizando-se os algoritmos de aprendizado ART1, para identificação de agrupamentos, e MNC, para a tarefa de classificação. É também apresentada uma aplicação no mapeamento de áreas homogêneas de plantio de trigo no Brasil, de 1975 a 1999. Com relação às contribuições sobre o MNC são apresentados: (a) uma variante do algoritmo de treinamento que permite uma redução significativa do tamanho do modelo após o aprendizado; (b) um estudo sobre a redução da complexidade do modelo com o uso de máquinas de comitê; (c) uma técnica, usando o método do envoltório, para poda controlada do modelo final e (d) uma abordagem para tratamento de inconsistências e perda de conhecimento que podem ocorrer na construção do modelo.

Análise comparada de caracters reprodutivos e da glândula branquial de duas espécies de cheirodontinae (Teleostei: Characidae)

Este trabalho descreve comparativamente o ciclo reprodutivo de duas espécies de Cheirodontinae: Compsura heterura, com inseminação, e Odontostilbe sp., de fecundação externa e analisa a sua relação com o desenvolvimento dos caracteres sexuais secundários, como ganchos da nadadeira anal e glândula branquial. Espécimes de Compsura heterura foram obtidos no rio Ceará Mirim, Rio Grande do Norte, entre abril de 2001 e abril de 2002 e de Odontostílbe sp. no rio Ibicuí Mirim, Rio Grande do Sul, entre abril de 2001 e março de 2002. O período reprodutivo, estabelecido através da variação mensal dos valores médios do índice gonadossomático (IGS) e análise histológica das gônadas, estendeu-se de janeiro de 2001 a abril de 2002 em C. heterura. Odontostilbe sp. apresentou dois períodos reprodutivos, o primeiro durante setembro e outubro de 2001, e o segundo entre janeiro e fevereiro de 2002. A temperatura, em machos e fêmeas, e pluviosidade, somente nas fêmeas, foram os fatores determinantes no desencadeamento do processo reprodutivo em C. heterura, uma vez que os mesmos apresentaram correlações significativas com a variação do IGS. Já em Odontostílbe sp., de região subtropical, o fotoperíodo foi o fator que apresentou a maior correlação. A fecundidade absoluta média de C. heterura foi de 434 + ou - 112 ovócitos e a fecundidade relativa média de 0,55 ovócitos por mg de peso total, semelhante a de outros queirodontíneos com fecundação externa. A fecundidade absoluta média de Odontostílbe sp. foi mais elevada, variando de 722 + ou - 179 ovócitos no primeiro período reprodutivo (setembro e outubro) e 869+ ou - 222 ovócitos no segundo período (janeiro e fevereiro), e a fecundidade relativa média de 0,71 e 0,89 ovócitos por miligramas de peso em cada um dos períodos. As fases de ovogênese e espermatogênese são discutidas e caracterizadas a fim de auxiliar na classificação microscópica dos estádios de maturação gonadal. Fêmeas de C. heterura em maturação apresentaram espermatozóides nos ovários, indicando que a inseminação pode ocorrer antes do período reprodutivo e que fêmeas são receptivas a corte antes da maturação. Machos das duas espécies apresentam gônadas ativas e espermatozóides mesmo fora da época de reprodução, estando permanentemente aptos a fecundação. Odontostilbe sp. apresenta espermatozóides com o núcleo arredondado, típico de espécies de fecundação externa, e C. heterura possui espermatozóides com núcleo alongado, característico de espécies com inseminação. Caracteres de dimorfismo sexual secundário são mais desenvolvidos na espécie com inseminação (C. heterura) do que na espécie de fecundação externa (Odontostilbe sp.). Os ganchos em C. heterura são longos e finos e mais numerosos nas regiões anterior e posterior da nadadeira anal, enquanto que em Odontostilbe sp. os ganchos são pequenos e restritos aos raios anteriores da nadadeira. Em ambas as espécies, machos maduros apresentaram ganchos durante todo o ano, indicando que estas estruturas não são perdidas após o período reprodutivo. As duas espécies apresentam glândula branquial na região mais ventral do primeiro arco branquial e ainda no segundo arco em C. heterura. Na glândula branquial os filamentos branquiais apresentam-se fusionados por tecido epitelial estratificado, impedindo a circulação de água e causando a perda da função respiratória e desenvolvendo células cilíndricas secretoras entre as Iamelas secundárias. A glândula branquial de C. heterura é formada por até 15 filamentos e de Odontostilbe sp. por até 10 filamentos. Machos imaturos e fêmeas não desenvolveram esta estrutura, apenas machos em maturação e maduros. O desenvolvimento dos dois caracteres sexuais secundários examinados (ganchos e glândula branquial) ocorre somente após o início da maturação dos testículos, sendo relacionados a maturação gonadal e não ao tamanho dos indivíduos.

Avaliação do desempenho de classificadores neurais para aplicações em sensoriamento remoto

Atualmente, pesquisadores das mais diversas áreas, tais como: Geologia, Física, Cartografia, Oceanografia, entre outras, utilizam imagens de satélite como uma fonte valiosa para a extração de informações sobre a superfície terrestre. Muitas vezes, a análise (classificação) destas imagens é realizada por métodos tradicionais sejam eles supervisionados (como o Método de Máxima Verossimilhança Gaussiana) ou nãosupervisionados (como o Método de Seleção pelo Pico do Histograma). Entretanto, pode-se utilizar as Redes Neurais Artificiais como uma alternativa para o aumento da acurácia em classificações digitais. Neste trabalho, utilizou-se imagens multi-espectrais do satélite LANDSAT 5-TM para a identificação de espécies vegetais (Mata Nativa, Eucalyptus e Acácia) em uma região próxima aos municípios de General Câmara, Santo Amaro e Taquari, no Estado do Rio Grande do Sul, Brasil. Comparou-se qualitativamente e quantitativamente os resultados obtidos pelo método de Máxima Verossimilhança Gaussiana e por uma Rede Neural Artificial Multinível com BackPropagation na classificação da área de estudo. Para tanto, parte desta área foi mapeada através de uma verificação de campo e com o auxílio de classificadores nãosupervisionados (Kohonen, que é uma Rede Neural, e o método de Seleção pelo Pico do Histograma). Com isto, foi possível coletar dois conjuntos de amostras, sendo que um deles foi utilizado para o treinamento dos métodos e o outro (conjunto de reconhecimento) serviu para a avaliação das classificações obtidas. Após o treinamento, parte da área de estudo foi classificada por ambos os métodos. Em seguida, os resultados obtidos foram avaliados através do uso de Tabelas de Contingência, considerando um nível de significância de 5%. Por fim, na maior parte dos testes realizados, a Rede Neural Artificial Multinível com BackPropagation apresentou valores de acurácia superiores ao Método de Máxima Verossimilhança Gaussiana. Assim, com este trabalho observou-se que não há diferença significativa de classificação para as espécies vegetais, ao nível de 5%, para a área de estudo considerada, na época de aquisição da imagem, para o conjunto de reconhecimento.

Literatura infantil : uma abordagem das qualidades sensíveis e inteligíveis da leitura imagética na escola

Esta dissertação discute a leitura de textos imagéticos a partir da perspectiva da educação e da semiótica visual, tratando das articulações e relações entre os elementos constitutivos da imagem em livros de literatura infantil sem texto verbal. A investigação busca revelar, na complexidade das relações existentes entre elementos estruturantes das imagens nos livros O caminho do caracol e Cena de rua, o sentido que se inscreve no texto e a possibilidade da sua leitura no meio escolar. As obras literárias para a infância veiculam a linguagem visual em junção com a verbal e propiciam experiências sensíveis e inteligíveis. A partir da teoria semiótica greimasiana, aplicando instrumentos de análise do percurso gerativo de sentido, a pesquisa demonstra que o texto imagético é estruturado por diferentes níveis de complexidade, impondo um modo de ler específico. A identificação, descrição, classificação, bem como as relações entre as categorias, nas suas dimensões cromática, eidética e topológica, levam à constatação que as qualidades plásticas da imagem organizam sistemas de linguagem, reunindo solidariamente o plano da expressão e do conteúdo, criam estruturas e geram efeitos de sentido. A imagem, então, constitui-se como objeto de significação e a ilustração presente no livro de literatura infantil, ao ser tratada como texto lisível, torna-se objeto de leitura. A complexidade desse tipo de texto aponta a necessidade da formação específica de professores para explorar a leitura escolar das linguagens visuais.

Aspectos da ecologia trófica de duas espécies simpátricas de Aegla (Crustacea, Anomura)

Os crustáceos decápodos da família Aeglidae são os únicos anomuros que ocorrem em águas continentais, na região subtropical e temperada da América do Sul. Entre as mais de 60 espécies descritas, várias são simpátricas, destacando-se Aegla camargoi Buckup & Rossi, 1977 e Aegla leptodactyla Buckup & Rossi, 1977, que ocorrem no Rio da Divisa, Município de São José dos Ausentes, RS Com o objetivo de obter informações sobre a ecologia trófica das espécies, com ênfase na partição de nicho trófico, os animais foram coletados sazonalmente, em intervalos de 6 horas, por 24 horas. Em laboratório, foi analisado o conteúdo estomacal, utilizando as técnicas de método dos pontos, classificação do grau de repleção estomacal, freqüência de ocorrência, e índice alimentar. A análise indicou que os animais são omnívoros, alimentando-se preferencialmente de macrófitas, insetos imaturos das ordens Ephemeroptera, Trichoptera, Coleoptera e Diptera. Aegla leptodactyla mostrou maior preferência por macrófitas, relacionada a sua predominância nos ambientes onde ocorrem em maior abundância. A estimativa de repleção estomacal indicou que as duas espécies alimentam-se em todos os horários. Foram identificados e descritos os principais ossículos e estruturas que compõem o estômago desses crustáceos. Não foram detectadas diferenças na morfologia dos estômagos cardíaco e pilórico das espécies. Ambas possuem estômagos desenvolvidos, com dentes robustos, característicos de animais macrófagos. As peças bucais de ambas espécies, como as mandíbulas, maxilas e maxilípodos foram descritas e comparadas, diferindo apenas em relação ao número de dentes da crista dentata do terceiro maxilípodo. A mandíbula é bem desenvolvida, característica de caranguejos predadores. A largura do nicho trófico de cada espécie foi estimada, mostrando pequenas variações sazonais. A sobreposição de nicho trófico entre as duas espécies ocorre em todas as estações, corroborando os resultados obtidos da análise do conteúdo estomacal. Concluiu-se que as espécies são omnívoras generalistas, partilhando os recursos disponíveis no ambiente.