Associação das técnicas multivariada e geoestatística na estimativa e interpretação de mapas de produção.

O objetivo deste trabalho foi estudar, mediante a geoestatística e análise multivariada, a variabilidade espacial da produção de milho e feijào e investigar metodologia que permita a estimativa da produção, através da redução de variáveis envolvidas, cultivadas em Latossolo vermelho-escuro, textura argilosa, durante cinco anos consecutivos (1992 - 1996), sob três sistemas de preparo (arado, grade e plantio direto) na Embrapa Arroz e Feijão, em Santo Antonio de Goiás, GO. O método dos componentes principais reduziu consideravelmente a dimensão do problema, facilitando a interpretação. Entretanto, os modelos de regressão linear múltipla baseados nos componentes principais como variáveis regressoras, apresentaram estimativa da produção mais distantes dos valores obtidos quando do uso do modelo baseado nas variáveis originais.

Desenvolvimento de ferramenta computacional para estudo de variabilidade espacial e temporal por meio de geoestatística: uma proposta.

Este trabalho visa o desenvolvimento de um sistema computacional que implemente os conceitos geoestatísticos para estudo de viabilidade temporal e espacial, de maneira amigável, rápida e consistente, em ambiente Windows e integrado à Web.

Uso de geoestatística na definição de plano de amostragem em levantamento de parâmetros do solo - uma proposta.

Revisão de literatura. Objetivos. Método.

Métodos robustos em geoestatística

O objectivo principal da presente tese consiste no desenvolvimento de estimadores robustos do variograma com boas propriedades de eficiência. O variograma é um instrumento fundamental em Geoestatística, pois modela a estrutura de dependência do processo em estudo e influencia decisivamente a predição de novas observações. Os métodos tradicionais de estimação do variograma não são robustos, ou seja, são sensíveis a pequenos desvios das hipóteses do modelo. Essa questão é importante, pois as propriedades que motivam a aplicação de tais métodos, podem não ser válidas nas vizinhanças do modelo assumido. O presente trabalho começa por conter uma revisão dos principais conceitos em Geoestatística e da estimação tradicional do variograma. De seguida, resumem-se algumas noções fundamentais sobre robustez estatística. No seguimento, apresenta-se um novo método de estimação do variograma que se designou por estimador de múltiplos variogramas. O método consiste em quatro etapas, nas quais prevalecem, alternadamente, os critérios de robustez ou de eficiência. A partir da amostra inicial, são calculadas, de forma robusta, algumas estimativas pontuais do variograma; com base nessas estimativas pontuais, são estimados os parâmetros do modelo pelo método dos mínimos quadrados; as duas fases anteriores são repetidas, criando um conjunto de múltiplas estimativas da função variograma; por fim, a estimativa final do variograma é definida pela mediana das estimativas obtidas anteriormente. Assim, é possível obter um estimador que tem boas propriedades de robustez e boa eficiência em processos Gaussianos. A investigação desenvolvida revelou que, quando se usam estimativas discretas na primeira fase da estimação do variograma, existem situações onde a identificabilidade dos parâmetros não está assegurada. Para os modelos de variograma mais comuns, foi possível estabelecer condições, pouco restritivas, que garantem a unicidade de solução na estimação do variograma. A estimação do variograma supõe sempre a estacionaridade da média do processo. Como é importante que existam procedimentos objectivos para avaliar tal condição, neste trabalho sugere-se um teste para validar essa hipótese. A estatística do teste é um estimador-MM, cuja distribuição é desconhecida nas condições de dependência assumidas. Tendo em vista a sua aproximação, apresenta-se uma versão do método bootstrap adequada ao estudo de observações dependentes de processos espaciais. Finalmente, o estimador de múltiplos variogramas é avaliado em termos da sua aplicação prática. O trabalho contém um estudo de simulação que confirma as propriedades estabelecidas. Em todos os casos analisados, o estimador de múltiplos variogramas produziu melhores resultados do que as alternativas usuais, tanto para a distribuição assumida, como para distribuições contaminadas.

Metodologias de Sistemas de Informação Geográfica em sistemas de produção florestal : uma aplicação geoestatística

As florestas são uma fonte importante de recursos naturais, desempenhando um papel fulcral na sustentabilidade ambiental. A sua gestão quer territorial quer económica, conduz a uma maximização da produção, sem alteração da qualidade da matéria-prima. Portugal apresenta mais de um terço do seu território coberto por floresta, apresentando uma possibilidade de aplicação de sistemas de gestão, territorial e económica que maximizem a sua produção. Os Sistemas de Informação Geográfica (SIG) são modelos da realidade em que é possível integrar toda a informação disponível sobre um assunto tendo por base um campo comum a todos as variáveis, a localização geográfica. Os SIG podem contribuir de diversas formas para um maior desenvolvimento das rotinas e ferramentas de planeamento e gestão florestal. A sua integração com modelos quantitativos para planeamento e gestão de florestas é uma mais-valia nesta área. Nesta dissertação apresentam-se modelos geoestatísticos, com recurso a Sistemas de Informação Geográfica, de apoio e suporte à produção de pinha em Pinheiro-manso (Pinus pinea L.). Procurando estimar as áreas com melhor propensão à produção, a partir de dados amostrais. Estes foram previamente estudados tendo sido selecionadas quatro variáveis: largura da copa, área basal, altura da árvore e produção de pinha. A geoestatística aplicada, inclui modelos de correlação espacial: kriging, onde são atribuídos pesos às amostras a partir de uma análise espacial baseada no variograma experimental. Foi utilizada a extensão Geostatistical Analyst do ArcGis da ESRI, para realizar 96 krigings para as quatro variáveis em estudo, com diferentes parametrizações, destes foram selecionados 8 krigings. Com base nos critérios de adequação dos modelos e da análise de resultados da predição dos erros - cross validation. O resultado deste estudo é apresentado através de mapas de previsão para a produção de pinha em Pinheiro manso, em que foram analisadas áreas com maior e menor probabilidade de produção tendo-se realizado análises de comparação de variáveis. Através da interseção de todas as variáveis com a produção, podemos concluir que os concelhos com maiores áreas de probabilidade de produção de pinha em Pinheiro manso, da área de estudo, são Alcácer do Sal, Montemor-o-Novo, Vendas Novas, Coruche e Chamusca. Com a realização de um cruzamento de dados entre os resultados obtidos dos krigings, e a Carta de Uso e Ocupação do Solo de Portugal Continental para 2007 (COS2007), realizaram-se mapas de previsão para a expansão do Pinheiro manso. Nas áreas de expansão conseguimos atingir aumentos mínimos na ordem dos 11% e máximo na ordem dos 61%. No total consegue-se atingir aproximadamente 128 mil ha para área de expansão do Pinheiro manso. Superando, os valores esperados pelos Planos Regionais de Ordenamento Florestal, abrangidos pela área da amostra em estudo, em que é esperado um incremento de cerca de 130 mil hectares de área de Pinheiro manso para 2030.

Aperfeiçoamento da estratégia de homogeneização de minérios utilizando simulação geoestatística

Novas centrais térmicas utilizam carvão ROM (Run of mine) na sua alimentação. Sem o processamento do minério as flutuações de qualidade do carvão serão transferidas da mina para o consumidor final. Freqüentemente, contratos entre produtor-consumidor estabelecem limites pré-estabelecidos de parâmetros geológicos e tecnológicos como enxofre, cinzas e poder calorífico. Lotes de minério com qualidade fora dos limites estabelecidos podem ser rejeitados ou penalizados. O custo elevado dessas penalizações recomenda a homogeneização do minério ROM. As principais estratégias de homogeneização são as baseadas em técnicas geoestatísticas, as pilhas de homogeneização e as usinas de beneficiamento ou metalúrgicas. A estratégia de homogeneização baseada em técnicas geoestatísticas apresenta os menores custos de implementação, no entanto o conhecimento do depósito deverá ser fundamental. Tradicionalmente, essa estratégia de homogeneização utiliza um modelo de blocos gerado por um estimador tradicional, geralmente krigagem ordinária. A estimativa dos blocos por krigagem não considera a incerteza associada ao modelo geológico, não sendo adequada para prever flutuações locais Diferente da krigagem, os métodos de simulação geoestatística têm como objetivo reproduzir a variabilidade in situ e a continuidade espacial dos dados originais. Uma vez que os teores e sua variabilidade são estimados, flutuações da qualidade do minério podem ser previstas para determinada rota de lavra e certo tamanho de lote entregue ao consumidor. Diferentes tamanhos de lote são testados a fim de obter-se o controle das flutuações da qualidade do minério. Este trabalho apresenta um procedimento para acessar a variabilidade dos teores e predizer a sua flutuabilidade para diferentes tamanhos de lote em um estudo de mineração subterrânea de carvão no sul do Brasil. Simulação geoestatística e planejamento de lavra apropriado proporcionam uma solução para o problema de homogeneização de minérios.

Geoestatística e atributos do solo em áreas cultivadas com cana-de-açúcar

The intense traffic of agricultural machines in soils cultivated with sugar cane can cause soil compaction. Therefore, the objective of this research was to characterize the spatial variability of soil physical attributes and content organic matter of a eutroferric Red Latosol gibbisitic (under Basalt) and dystroferric Red Latosol caulinitic (under Sandstone) in the depths of 0.0-0.2m and 0.2-0.4m in areas cultivated with sugar cane. Soils were sampled at the crossing points of a grid at regular intervals of 10m and at depths of 0.0-0.2m and 0.2-0.4m. Bulk density, macroporosity, organic matter content and soil penetration resistance were measured for all sampling points. The physical attributes show values of soil penetration resistance, bulk density and macroporosity above average for these soils. The studied variable presented a larger range and minor variation coefficient in the eutroferric Red Latosol (Oxisol Eutrustox) when compared with the dystroferric Red Latosol (Oxisol Haplustox), in the studied depths. It is recommended a bigger number of samples to study the eutroferric Red Latosol attributes and the depth of 0.2-0.4m.

Agricultura de precisão: mapeamento da produtividade em pomares cítricos usando geoestatística

A variabilidade espacial de produtividade e tamanho de frutos foi avaliada em pomares de laranja irrigados e não irrigados, localizados no município de Luiz Antônio - SP, utilizando-se de geoestatística. Através dos mapas de krigagem, podem-se determinar as áreas de alta e baixa produtividade dos talhões. Verificou-se maior variabilidade para produtividade e tamanho de frutos nas quadras irrigadas e não irrigadas. Portanto, a geoestatística mostrou-se uma ferramenta extremamente útil para auxiliar em Programas de Agricultura de Precisão.

Distribuição espacial de Huanglongbing (Greening) em citros utilizando a geoestatística

Os objetivos do trabalho foram avaliar a distribuição espacial e a expansão da Huanglongbing (greening) em talhões de citros de uma propriedade agrícola localizada no município de Araraquara-SP, utilizando a geoestatística. Para determinar o número de plantas com greening, foram realizadas inspeções periódicas em intervalos de três meses, no período de março de 2005 a julho de 2007, contando-se, em cada talhão, o número de plantas com os sintomas característicos da doença. Realizou-se a análise descritiva dos dados e, para verificar a distribuição espacial do greening, utilizou-se a geoestatística através do ajuste de semivariogramas e da interpolação dos dados por krigagem. A dependência espacial de plantas com greening apresentou raio de agregação de 300 a 560 m, indicando distribuição agregada da doença. Por meio dos mapas de krigagem, observou-se que o foco inicial de plantas doentes ocorreu nos limites da fazenda, com expansão do greening por toda a área. O intervalo de inspeção de três meses não foi adequado para a redução do greening na fazenda.

Simulação geoestatística na caracterização espacial de óxidos de ferro em diferentes pedoformas

Os minerais da fração argila, goethita e hematita, são óxidos de ferro (Fe) indicadores pedoambientais com grande influência nos atributos físicos e químicos do solo. O conhecimento dos padrões espaciais desses óxidos auxilia a compreensão das interrelações de causa e efeito com os atributos do solo. Nesse sentido, a qualidade das estimativas espaciais produzidas pode alterar os resultados obtidos e, por consequência, as interpretações dos padrões espaciais obtidos. O presente estudo teve o objetivo de avaliar o desempenho dos métodos geoestatísticos de estimativas (KO) e simulações sequenciais gaussianas (SSG) na caracterização espacial de teores de óxidos de Fe, goethita (Gt) e hematita (Hm), em uma pedoforma côncava e outra convexa. Foram coletadas 121 amostras de solos em cada pedoforma de um Argissolo em pontos com espaçamentos regulares de 10 m. Os teores de óxidos de Fe foram obtidos por meio de difração de raios-X. Os dados foram submetidos a análises geoestatísticas por meio da modelagem do variograma e posterior interpolação por KO e SSG. A KO não refletiu a verdadeira variabilidade dos óxidos de Fe, hematita e goethita, demonstrando ser inapropriada para a caracterização espacial dos teores dos óxidos de Fe. Assim, o uso da SSG é preferível à krigagem quando a manutenção dos altos e baixos valores nas estimativas espaciais é necessária. O desempenho dos métodos geoestatísticos foi influenciado pelas pedoformas. Os mapas E-type devem ser recomendados em vez de mapas de KO para os óxidos de Fe, por serem ricos em detalhes e práticos na definição de zonas homogêneas para o manejo localizado em frente de KO, sobretudo em pedoforma côncava.

Análise geoestatística de casos de hanseníase no Estado de São Paulo, 1991-2002

OBJETIVO: Analisar o padrão espacial da ocorrência dos casos de hanseníase para identificar áreas com probabilidade de riscos de transmissão da doença. MÉTODOS: Estudo ecológico, tendo como unidade de análise os municípios do Estado de São Paulo georreferenciados em seus centróides. A fonte de dados utilizada foi o banco informatizado dos casos de hanseníase notificados do Centro de Vigilância Epidemiológica do Estado de São Paulo, no período de 1991 a 2002. Utilizou-se de técnicas de geoestatística para a detecção das áreas de probabilidade de risco para hanseníase e quantificação da dependência espacial dos casos. RESULTADOS: Detectou-se o alcance de dependência espacial de 0,55 graus de coordenadas georreferenciadas, correspondendo aproximadamente a 60 km. As principais áreas de probabilidade de risco encontradas foram as regiões nordeste, norte e noroeste do Estado. CONCLUSÕES: A verificação de áreas com probabilidades de riscos de casos de hanseníase, utilizando-se a análise da dependência espacial, pode ser ferramenta útil para avaliar a situação de saúde e planejar alocação de recursos.

Aplicação da Geoestatística Não-paramétrica para a compartimentação geomecânica de uma extensão típica do túnel do metrô - Linha 4, da cidade de São Paulo

In view of the limited number of drill holes, interpolation of the data becomes a relatively complex task. In this study, we sought to make estimates associated with lithological types, since a quantification based on lithology can be extracted from the empty spaces in the sampling. For example, QBarton is always below the median of the biotitic litotype, information which can be used in the elaboration of geostatistical models in situations where samples are lacking. To overcome bias in the data, required by geostatistical conceptualization, we worked with the residuals obtained from the adjustment of a surface and the observed values, for the variographic analysis. The final results made possible a more optimized evaluation of the final costs required for the construction project.

Sensoriamento remoto e geoestatística na caracterização espaço-temporal de plantas aquáticas

Pós-graduação em Ciências Cartográficas - FCT

Perda de solo em área de nascentes caracterizada por análise multivariada e modelos de geoestatística

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Geoestatística aplicada à acumulação da precipitação pluviométrica com radar meteorológico

Pós-graduação em Agronomia (Energia na Agricultura) - FCA