Made available in DSpace on 2017-05-12T14:48:44Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Marcia Regina.pdf: 2220515 bytes, checksum: f56d7f999123342fb6d89e6c2060d0a1 (MD5) Previous issue date: 2011-12-16 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The concernment in technical and economic information from some countries grows with the increasing demand for fruits in the world trading. The horticulture, in Paraná state, is an agricultural alternative with a great potential for success. Among the fruits from mild weather, pear (pyrus communis) is the third most consumed and most imported by Brazil. The current consumption is nearly 150 thousand tons per year and production does not reach 10% of total consumption. The extent of the internal market encourages some efforts to increase the national production of fruit, emphasizing, however, technological and economic restrictions to the achievement of such goal. Among the technologies that aim at adding value to the product, IFP (Integrated Fruit Production) and PA (Precision Agriculture) can be highlighted. The association of these techniques can allow a qualitative increase in Brazilian fruits production. In recent years, researches in precision agriculture have been focused on other cultures, besides the cereals that have already been studied, there can be found Precision Horticulture. Thus, this trial aimed at studying spatial and temporal variability of yield as well as physical and chemical properties of soil, plant and physicochemical characteristics of fruits in a pear orchard. The experimental area has 1.24 ha, at coordinates 25° 23' 22" S; 52° 34' 15" W, with an average altitude of 750 m, in Nova Laranjeiras - PR. In the plot, 146 pear trees of Pera D água variety were cropped. The yield variability in the orchard was considered as very high, being characterized as a great heterogeneity. On the other hand, there is a very weak and weak linear correlation with all physical and chemical properties of soil and the chemical characteristics of plants as well as a moderate linear and non-linear correlation with the fruit size. All the studied variables presented structure of spatial dependence, except macroporosity, total porosity (0-20 cm) and fruit density, which allows a site-specific fertilization. The methodology for generation of management zones (MZ) using standard yield was the best one since it has provided the most suitable distribution of MZ in relation to the area management / O interesse por informações técnicas e econômicas dos países com potencial para a produção cresce com o aumento da demanda por frutas no mercado mundial. A fruticultura é, no Estado do Paraná, alternativa agrícola de potencial sucesso. Dentre as frutas de clima temperado, a pera (pyrus communis) é a terceira mais consumida e a mais importada pelo Brasil. O consumo atual é da ordem de 150 mil toneladas ao ano e a produção não atinge 10% do total consumido. A dimensão do mercado interno favorece iniciativas de aumento da produção nacional da fruta, ressaltando-se, contudo, limitações tecnológicas e econômicas para que se atinja tal objetivo. Dentre as tecnologias que visam agregar valor ao produto, destacam-se a PIF (Produção Integrada de Frutas) e a AP (Agricultura de Precisão). Essas técnicas em conjunto podem possibilitar um salto de qualidade na produção brasileira de frutas. Nos últimos anos, as pesquisas em agricultura de precisão têm focado em outras culturas, além dos cereais comumente pesquisados, dentre elas está a fruticultura de precisão. Assim, o objetivo deste trabalho foi estudar a variabilidade espacial e temporal da produtividade, dos atributos físicos e químicos do solo, da planta e as características físicoquímicas de frutos em pomares de peras. A área experimental corresponde a 1,24 ha, localizada nas coordenadas geográficas 25°23 22 S, 52°34 15 O, com altitude média de 750 m, localizada no município de Nova Laranjeiras PR. No talhão, foram cultivadas 146 pereiras da variedade Pera D água. A variabilidade da produtividade dentro do pomar foi considerada muito alta, logo, caracteriza-se como uma grande heterogeneidade, mas há uma correlação linear muito fraca e fraca com todos os atributos físicos e químicos do solo e químicos da planta, e correlação linear e não linear moderada com o comprimento do fruto. Todas as variáveis estudadas apresentaram estrutura de dependência espacial, com exceção da macroporosidade, porosidade total (0-20 cm) e densidade do fruto, o que permite a aplicação localizada de fertilizantes. A metodologia de geração de unidade de manejo (UM) com produtividade normalizada foi a mais adequada por proporcionar distribuição mais apropriada das UMs quanto ao manejo da área

Made available in DSpace on 2017-07-10T15:14:46Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Maycon Daniel Vieira.pdf: 992790 bytes, checksum: a5230812f9a9657de0339f5c1b656b1f (MD5) Previous issue date: 2011-07-13 / The objective of this study was to verify, with the help of thematic maps obtained by kriging, the existence of correlationship of physical and chemical attributes with the yield of crambe (Crambe abyssinica Hochst) in clayey Oxisol under no-tillage system. To this end, we conducted research in an experimental area in the city of Cascavel - Paraná - Brazil. The experimental grid was established in an area with dimensions of 100 x 100m, marked every 10m in two directions perpendicular to one another, totaling 100 points, samples were collected for bulk density and soil resistance to penetration depths of 0-0,1, 0,1-0,2 and 0,2-0,3m, partially deformed samples to determine soil pH, MO, P and K as well as samples for determining the yield of the crambe. Statistical analyzes were performed using the software R, and the geostatistical analysis was performed using the package GeoR. In developing the experimental semivariograms were used estimators Matheron and Cressie & Hawkins and adjustments of the theoretical semivariogram methods were used ordinary least squares and weighted least squares. Theoretical models have been adjusted and the spherical exponential, and the choice of the best model has been performed by means of cross-validation. The results showed a weak correlation between the thematic maps of physical and chemical properties of soil with the crop yield of crambe. The maps RSP1 and pH showed the highest correlation with yield. Chemical characteristics showed higher correlation with higher levels of productivity at pH ≥ 5,0, MO ≥ 5,5 m/v (%), P ≥ 15,0 mg dm-3 and K ≥ 0,4 cmolc dm-3. / O objetivo deste trabalho foi verificar, com auxílio de mapas temáticos obtidos através da interpolação por krigagem, a existência de correlação de atributos físicos e químicos com a produtividade da cultura do crambe (Crambe abyssinica Hochst) em Latossolo argiloso sob sistema de plantio direto. Para tanto, conduziu-se a pesquisa em área experimental localizada na cidade de Cascavel Paraná Brasil. O grid experimental foi estabelecido em área com dimensões de 100 x 100m, marcado a cada 10m em duas direções perpendiculares entre si, totalizando 100 pontos, onde foram coletadas amostras de densidade e resistência do solo à penetração nas profundidades de 0-0,1, 0,1-0,2 e 0,2-0,3m, amostras parcialmente deformadas do solo para determinar o pH, MO, P e K, bem como amostras para determinação da produtividade da cultura do crambe. As análises estatísticas foram realizadas com auxílio do software R, sendo que a análise geoestatística foi realizada utilizando o pacote GeoR. Para a elaboração dos semivariogramas experimentais foram utilizados os estimadores de Matheron e Cressie & Hawkins e para ajustes dos semivariogramas teóricos foram utilizados os métodos dos mínimos quadrados ordinários e mínimos quadrados ponderados. Os modelos teóricos ajustados foram o esférico e exponencial, sendo que a escolha do melhor modelo foi realizada por meio da validação cruzada. Os resultados mostraram que houve correlação fraca entre os mapas temáticos de atributos físicos e químicos do solo com o da produtividade da cultura do crambe. Os mapas RSP1 e pH foram os que apresentaram maior correlação com a produtividade. Os atributos químicos apresentaram maior correlação com melhores níveis de produtividade para valores de pH ≥ 5,0, MO ≥ 5,5 m/v (%), P ≥ 15,0 mg dm-3 e K ≥ 0,4 cmolc dm-3.

Dados de captura e esforço estão entre as informações mais importantes a serem obtidas na pesca. Muitas vezes, ao se fazer a avaliação de um estoque pesqueiro, são utilizados índices de abundância baseados na captura por unidade de esforço. Como esses índices são utilizados para a tomada de decisão sobre a regulamentação e distribuição da atividade pesqueira, é importante conhecer quais índices se aplicam melhor em diferentes cenários, bem como a melhor maneira de estimá-los. Na literatura, alguns trabalhos tratam as diferentes localizações geográficas onde ocorrem as pescarias como covariável, considerando que esse é todo o efeito espacial presente nos dados. Entretanto, é possível que ainda haja efeitos remanescentes de segunda ordem. Assim, seria importante utilizar modelos que permitam capturar essa estrutura de correlação espacial. Outros trabalhos, que utilizam métodos geoestatísticos, consideram a razão entre a captura e o esforço como sendo a única variável resposta. Nesse tipo de abordagem, não se considera a relação que pode existir entre a variável esforço em uma localização s qualquer e a captura em outra localização s0 e vice-versa (a covariância cruzada). Esses fatos motivaram a elaboração dos dois artigos apresentados nesta tese. No primeiro artigo foram comparadas estimativas de três índices de abundância relativa, considerando-se dois métodos distintos: 1. usando apenas dados observados nos locais de ocorrência de pesca; 2. usando o método proposto neste artigo, que consiste em se obter estimativas após a interpolação da captura e do esforço nos locais não observados, através de um modelo ajustado aos dados. Para a comparação dos métodos de estimação e das estimativas dos três índices, foram simulados dados de esforço e captura em diferentes cenários. O estudo de simulação realizado mostrou que o segundo método de estimação melhora as estimativas dos índices, principalmente quando se tem correlação entre esforço e captura e correlação espacial. Mostrou ainda, que as estimativas do índice CPUE1, apresentam, em geral, melhores resultados para os diferentes cenários analisados. No segundo artigo, foi realizado um estudo de simulação para comparar estimativas de um índice de abundância relativa, baseado na captura por unidade de esforço considerando-se o ajuste de um modelo geoestatístico univariado para a razão entre captura e esforço, e um bivariado, em que são modelados conjuntamente a captura e o esforço. As estimativas obtidas após o ajuste dos dois modelos apresentaram resultados muito próximos, indicando que não há vantagem em usar o modelo bivariado na estimação do índice, para os cenários analisados. / Catch and effort data are among the most important information to be obtained in fishing. Often when making an assessment of fish stocks, are used indices of abundance based on catch per unit effort. Because these indices are used for decision on regulation and distribution of fishing activity, it is important to know which indices are better applied in different sceneries and the best way to estimate them. Some studies in the literature deal with different geographical locations where occur the fisheries as a covariate, considering that this is the whole spacial effect in the data. However, it is possible that there are still remaining second-round effects. It would be important use models that allow to capture spatial structure of correlation. Other works, using geostatistical methods, consider the ratio between catch and effort as the only response variable. In this approach, it is not considered the relationship that exist between the variable effort in a location s and the catch in any other location s0 and vice versa (the cross-covariance). These facts motivated the development of the two articles in this thesis. In the first article we compared estimates of three indices of relative abundance, considering two distinct methods: 1. using only data observed in places where the fishing occurr, 2. using the proposed method in this article that is to get estimates after the capture and interpolation efforts in places not observed, through a model fitted to data. To compare the estimation methods and the estimates of the three indices were simulated data of effort and catch on different scenarios. The simulation study showed that the second estimation method improves the estimates of the indices, especially when there is correlation between effort and catch and spatial correlation, and that estimates of the indice CPUE1, present, in general, better results for different scenarios analyzed. In the second article was done a simulation study to compare estimates of an indice of abundance based on the catch per unit effort considering the fit of a geostatistical univariate model for the ratio between catch and effort and a bivariate model, where the catch and effort are modeled together. The estimates obtained after the two fitted models showed very similar results, indicating that there is no advantage in using the bivariate model in the estimation of the indice to analyzed scenarios.

O depósito estudado é composto por uma suíte de rochas máfico-ultramáficas com mineralizações sulfetadas cupro-niquelíferas associadas, apresentando um extenso banco de dados com informações tanto de análises químicas e de densidade, quanto de descrição litológica para as amostras de sondagem diamantada. Este trabalho apresenta a aplicação de diferentes técnicas geoestatísticas com dois própositos distintos. Primeiramente, o cálculo dos recursos minerais do depósito através de krigagem ordinária, e segundo a apresentação de um modelo geológico gerado a partir de estimativa de litologias através de krigagem indicadora. Para tanto foi realizado uma criteriosa validação da base de dados através da análise das estatísticas descritivas e análise por regressão mútipla das variáveis contínuas e análise de agrupamento para as variáveis categóricas. Seguiram-se então as etapas de modelagem tridimensional das três unidades geológicas e dos corpos de minério e, posteriormente, as estimativas de teores de níquel e cobre por krigagem ordinária e estimativa de litologias por krigagem indicadora. Assim foi possível, além de se gerar um modelo geológico probabilístico útil no entendimento das relações geométricas e estratigráficas dos corpos rochosos, comparar as interpretações geológicas e os teores químicos com os dados categóricos estimados, apresentando a krigagem de indicadores como uma interessante alternativa em estudos de avaliação de depósitos. / The studied deposit is composed of a mafic-ultramafic suite with cupro-nickeliferous sulphide mineralization associates and has an extensive data base with information such as chemical analyses and density, and such as lithologic description on the borehole samples. This work presents the application of different geostatistics techniques with two distinct aims. First, the calculation of the mineral resources of the deposit through ordinary kriging, and second the generation of a geological model from estimated of lithologies through indicator kriging. In order to reach this aim, validation of the database through the analysis of the descriptive statisticians and analysis of multiple regression was done for the continuous variable, and cluster analysis for the categorical variable. The procedure for threedimensional modeling was carried out for the three geologic units and the ore bodies, just then the estimates of nickel and copper grades were calculated through ordinary kriging and lithologies through indicator kriging. In this way it was possible to generate probabilistic geological model useful to understanding rock body geometry and stratigraphy and to compare geological classic interpretation and chemical grades with categorical estimates, which leads to conclude the use of indicator kriging as an insteristing alternative to mineral deposits evaluation.

Dissertação apresentada para obtenção do grau de Doutor, na Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto, sob a orientação Professor Abílio Augusto Tinoco Cavalheiro

O presente trabalho teve por objetivo quantificar e caracterizar a variabilidade espacial e temporal da armazenagem de água no solo, do potencial mátrico, densidade de fluxo e evapotranspiração da água em um Latossolo Vermelho Amarelo Argissólico cultivado com citros. A parcela experimental constitui-se de duas transeções com 20 pontos de observação espaçados de 4,0 m, cada um deles localizado no centro da distância entre duas plantas ao longo da linha. A cultura de citros foi implantada em março de 1991 com espaçamento de 4,0 m entre plantas e 7,0 m entre linhas. Em cada ponto de observação foram instalados a) um tubo de acesso à uma sonda de nêutrons até a profundidade de 1,20 m, para a quantificação da armazenagem da água no solo, e b) três tensiômetros nas profundidades de 1,00 m, 1,10 m e 1,20 m para a quantificação do potencial mátrico e do gradiente de potencial total da água no solo. As medidas foram feitas ao longo de três anos. As medidas dos potenciais mátricos foram realizadas diariamente e as da armazenagem semanalmente. De cada ponto de observação e profundidade de 0,30 m, 0,50 m, 0,70 m, 0,90 m e 1,10 m foram coletadas amostras de solo com estrutura indeformada para a determinação da condutividade hidráulica saturada, da curva de retenção e a densidade do solo. Por meio da geoestatística, verificou-se uma dependência espacial para a armazenagem de água no solo com um alcance de 17,0 m em média e, para a densidade do solo, potencial mátrico e condutividade hidráulica saturada não se verificou estrutura de dependência espacial. A técnica da estabilidade temporal possibilita identificar no campo o ponto ou os pontos que, subestimam, superestimam ou representam a média de uma determinada variável. Pelo coeficiente de correlação de Spearman entre as datas, os valores de armazenagem e de potencial mátrico foram estáveis no tempo; para a armazenagem de água no solo, a correlação foi maior no período de recarga e, para o potencial mátrico, os coeficientes de correlação foram maiores para os períodos de secagem, ou seja, a estabilidade temporal foi maior para o os períodos de secagem. Por meio da diferença relativa foi possível identificar no estudo da estabilidade temporal, os pontos que mais se aproximaram da média que foram: o ponto 29 nos três anos, para a armazenagem de água no solo, pontos 24, 13 e 11 para o potencial mátrico da água no solo nos anos 1, 2 e 3, respectivamente. Por meio do balanço hídrico, verificou-se um consumo da água pela cultura de citros (evapotranspiração real) de 1.340 mm (consumo médio diário de 3,49 mm) e uma perda por drenagem interna que correspondeu a 10 %, em média nos três anos, da precipitação, para o solo e cultura em estudo. / The objective of the present work was to quantify and characterize spatial and temporal variability of water storage, matric potential, water flux density and actual evapotranspiration in an oxisol cropped to citrus. The experimental plot consisted of two transects with 20 observation points in a spacing of four meters. Each observation point was located in the central distance between two plants in the plant line. The citrus crop was installed in March of 1991 in a spacing of 4 x 7 m (four meters among plants in the line and seven meters among lines). In each observation point were installed a) one aluminiun tube to access a neutron probe till the depth of 1.2 m to determine water storage in the 0-1.2 m soil profile and b) three tensiometers at the depths of 1.0, 1.1 and 1.2 m to determine soil matric potential and soil water total potential gradient at the depth of 1.1 m then to calculated soil water flux density at the 1.1 m soil depth by means of Darcy-Buckingham equation. Measurements were made during three years, those of matric potential, dayly, and those of soil water content, weekly. In each observation point, undisturbed soil samples were removed from 0.3, 0.5, 0.7, 0.9 e 1.1 m soil depths to determine saturated soil hydraulic conductivity, soil water retention curve and soil bulk density. By means of geostatistical techniques, spatial dependence for soil water storage was verified with a range of 17 m in average. It was observed time stability for both soil water storage and matric potential that from the Spearman rank coefficients among dates. For the soil water storage, this coefficient showed higher values during the recharge period, that this, time stability for soil water storage was higher during the recharge period. For the matric potential occurred the inverse: time stability was higher during the drying period. By means of the relative difference from the mean, in the time stability study the following points closer were to the mean: point 29 (for the three years) for soil water storage and points 24, 13 and 11 for soil water matric potential for years 1, 2 and 3, respectively. By means of the soil water storage methodology, it was quantified a water consumption (actual evapotranspiration) for the citrus crop of 1,340 mm (daily average value of 3.49 mm) and a water loss by internal drainage that corresponded to 10 % in average, for the three years of experiment.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The soil management systems involve changes in soil physico-hydrical properties. The objective of this study was (i) characterize the soil physico-hydrical properties in the layer 0-5 cm for different soil management systems in the Cândido Brum watershed, (ii) build a map with the spatial variability of soil saturated hydraulic conductivity (Ks), (iii) estimate the Ks from other soil physico-hydrical properties and (iv) test the reliability of others pedotransfer functions for Ks found in the literature. The study was conducted in the watershed Cândido Brum, Brazil, which predominate the soil management systems native pasture, native forest, conventional tillage, minimum tillage and no-tillage. Orthogonal contrasts were performed between groups of soil management systems, which compared the effect of soil cultivation, the type of vegetation and bovine trampling, conservation practice and permanent soil cover. Determinations of soil bulk density, porosity, size particles, organic carbon, degree of flocculation, aggregate stability, Ks, air permeability, retention and availability of water and shear stress of the soil were made. Besides being used for the comparison of management systems, the water-physical properties used as input variables for the development of pedotransfer functions for Ks, which used the stepwise method in the selection of variables, and to test the reliability of pedotransfer functions found in the literature. The map of spatial variability of Ks was constructed from data interpolation using kriging. The soils of the watershed under crops had degraded structure, with low organic matter and low aggregates stability. Soil with native pasture had reduced the macroporosity, the Ks and air permeability in relation to other soil management systems. Conservation practices were effective in increasing the retention and vailability of soil water in relation to conventional tillage. The variables that represent the structure of the soil were more accurate in estimating the Ks that the size particle variables. The pedotransfer functions found in the literature, usually developed for soils of temperate climate, were not reliable in the estimation of Ks of soils watershed. The range of spatial dependence of the values of Ks was 141 m. The map of spatial variability allowed the visualization of areas that need management practices and conservation of soil and water. / Os sistemas de manejo do solo implicam em mudanças nas suas propriedades físico-hídricas. O objetivo do estudo foi (i) caracterizar as propriedades físico-hídricas do solo na camada 0-5 cm para diferentes sistemas de manejo da microbacia hidrográfica Cândido Brum, (ii) construir um mapa com a variabilidade espacial da condutividade hidráulica do solo saturado (Ks), (iii) estimar a Ks a partir de outras propriedades físicohídricas do solo e (iv) testar a confiabilidade de funções de pedotransferência para a Ks encontradas na literatura. O estudo foi conduzido na microbacia Cândido Brum, em Arvorezinha-RS, em que predominam os sistemas de manejo campo nativo, mata nativa, preparo convencional, plantio direto e preparo mínimo. Foram realizados contrastes ortogonais entre grupos de sistemas de manejo do solo, em que se comparou o efeito do cultivo, do tipo de vegetação natural e pisoteio animal, das práticas conservacionistas e da cobertura permanente do solo. Foram realizadas determinações de densidade do solo, porosidade, granulometria, carbono orgânico, grau de floculação, estabilidade de agregados, Ks, permeabilidade ao ar, retenção e disponibilidade de água e tensão de cisalhamento do solo. As propriedades físico-hídricas serviram também como variáveis de entrada para a elaboração de funções de pedotransferência para a Ks e para testes de confiabilidade de funções de pedotransferência encontradas na literatura. O mapa de variabilidade espacial da Ks foi construído a partir da interpolação dos dados com o método da krigagem. Os solos cultivados da microbacia apresentaram estrutura degradada, com pouca matéria orgânica e baixa estabilidade de agregados. O uso com campo nativo reduziu a macroporosidade, a Ks e a permeabilidade ao ar em relação aos outros sistemas de manejo do solo. As práticas conservacionistas foram eficientes em aumentar a retenção e a disponibilidade de água no solo em relação ao preparo convencional. As variáveis que representam a estrutura do solo foram mais precisas em estimar a Ks que as variáveis granulométricas. As funções de pedotransferência encontradas na literatura, geralmente elaboradas para solos de clima temperado, não foram confiáveis na estimativa da Ks da microbacia. O alcance da dependência espacial dos valores de Ks foi de 141 m. O mapa de variabilidade espacial possibilitou a visualização de áreas que necessitam de práticas de manejo e conservação do solo e da água.

Made available in DSpace on 2015-03-26T13:32:07Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1250297 bytes, checksum: 6fd0be6a8317d32468f8f7b7ff74d7ef (MD5) Previous issue date: 2009-02-17 / Fundação de Amparo a Pesquisa do Estado de Minas Gerais / The concern in minimizing the amount of chemical products used in farmings is increasing. The use of artificial vision systems has been demonstrating a great potential for use of varied taxes of inputs, as for instance, the application herbicides only in places where the presence of harmful plant is detected. The good acting of a system developed for this purpose depends mainly of the characteristic use that they allow to differentiate patterns of harmful plants of the pattern of the cultivated species. Like this, the objective of the present work was to develop and to evaluate a characteristic for the recognition of the patterns corn plant and harmful plant. The specific objectives were: the) to identify which image, green excess or the index of vegetation of normalized green, tends to provide better classification; b) to compare the classification obtained by characteristics geoestatistics, obtained when using the characteristics of Haralick. With this purpose, were acquired to the 29 days after the emergency, period in that it is usually made the application of herbicides, nine corn images (Zea Mays L.) and of each one of the species of appraised harmful plants in this experiment: Euphorbia heterophylla L., Digitaria horizontalis Willd, Cenchrus chinatus L. Six of these images were used for the selection of the characteristic that promotes better acting in the classification. The remaining three were used for the validation of the selected characteristic. Each one of the six training images was cut out in 100 blocks of 68x68 pixels. For each one of the blocks was obtained the value of the characteristic textural geoestatistic (variogram, the madogram, cross variogram and pseudo cross variogram) and the one of Haralick (angular moment, average, variance, entropy, correlation, moment of the product, inverse moment of the difference and correlation measures). Additionally, characteristic geoestatísticos and no-geoestatísticos they were obtained considering different angles (0, 45, 90 and 135°) of relationship among pixels. Characteristic geoestatistics were, also, obtained for different distances (1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10) of in pairs among pixels. The characteristic variograma and madograma were calculated to leave of the image green excess and GNDVI. Already the characteristic cross variogram and pseudo cross variogram were calculated with Greenness Method use in the blocks using the combinations of the bands RxG, GxB and IVxG. The characteristic of Haralick were calculated starting from the images of the green excess and GNDVI. The acting of the characteristic, proposed like this, it was evaluated using discriminate analysis. The selected characteristic were those that presented larger value for the index kappa. Additionally, new characteristic were obtained starting from combinations of the selected characteristic. These combinations, also, had appraised acting using the discriminant analysis with the objective of to identify which combination provides better classification. Later, the power of generalization of the selected combination was evaluated using the three images of each species reserved for the validation stage. The conclusions obtained regarding the objectives proposed in this research were a) the image that tended to present the best results of the index kappa was the image excess of green; b) the characteristic obtained starting from the function madograma and the one of Haralick were the ones that supplied the best results; c) the characteristic geoestatistic madograma in the 10 distances and angle 0° presented better classification results when used without combination of other characteristic; d) the characteristic geoestatísticos and the one of Haralick, when used separately didn't present such good as combined results; e) the characteristic use that consider the continuity of the pixel values, in the recognition of patterns can be a fundamental tool in the classification process. / A preocupação em minimizar a quantidade de produtos químicos utilizado em lavouras vem aumentando. O uso de sistemas de visão artificial tem demonstrado um grande potencial para o uso de taxas variadas de insumos, como por exemplo, a aplicação de herbicidas somente em locais onde é detectada a presença de planta daninha. O bom desempenho de um sistema desenvolvido para esta finalidade depende principalmente do uso de descritores que permitam diferenciar padrões de plantas daninhas do padrão da espécie cultivada. Sendo assim, objetivo geral do presente trabalho foi desenvolver e avaliar um descritor para o reconhecimento dos padrões planta de milho e planta daninha. Os objetivos específicos foram: a) identificar qual imagem, excesso de verde ou o índice de vegetação de verde normalizado, tende a proporcionar melhor classificação; b) comparar a classificação obtida por descritores geoestatísticos, com a obtida ao usar os descritores de Haralick. Com esta finalidade, foram adquiridas aos 29 dias após a emergência, período em que normalmente é feita a aplicação de herbicidas, nove imagens de milho (Zea Mays L.) e de três espécies de plantas daninhas avaliadas neste experimento: leiteira (Euphorbia heterophylla L.), capim-milhã (Digitaria horizontalis Willd) timbête (Cenchrus echinatus L.). Seis destas imagens foram utilizadas para a seleção do descritor que promove melhor desempenho na classificação. As três restantes foram utilizadas para a validação do descritor selecionado. Cada uma das seis imagens de treinamento foi recortada em 100 blocos de 68x68 pixels. Para cada um dos blocos foi obtido o valor dos descritores texturais geoestatísticos (variograma, o madograma, variograma cruzado e pseudo variograma cruzado) e os de Haralick (momento angular, média, variância, entropia, correlação, momento do produto, momento inverso da diferença e medidas de correlação). Adicionalmente, descritores geoestatísticos e não-geoestatísticos foram obtidos considerando diferentes ângulos (0, 45, 90 e 135°) de relacionamento entre pixels. Descritores geoestatísticos foram, também, obtidos para diferentes distâncias (1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10) de pareamento entre pixels. Os descritores variograma e madograma foram calculados partir da imagem excesso de verde e GNDVI. Já os descritores variograma cruzado e pseudo variograma cruzado foram calculados com o uso do Greenness Method nos blocos usando as combinações das bandas RxG, GxB e IVxG. Os descritores de Haralick foram calculados a partir das imagens do excesso de verde e GNDVI. O desempenho dos descritores, assim propostos, foi avaliado usando análise discriminante. Os descritores selecionados foram aqueles que apresentaram maior valor para o índice kappa. Adicionalmente, novos descritores foram obtidos a partir de combinações dos descritores selecionados. Estas combinações, também, tiveram o seu desempenho avaliado usando a análise discriminante com o objetivo de identificar qual combinação proporciona melhor desempenho na classificação. Posteriormente, o poder de generalização da combinação selecionada foi avaliado usando as três imagens de cada espécie reservadas para a etapa de validação. As conclusões obtidas com relação aos objetivos propostos nesta pesquisa foram a) a imagem que tendeu a apresentar os melhores resultados do índice kappa foi a imagem excesso de verde; b) os descritores obtidos a partir da função madograma e os de Haralick foram os que forneceram os melhores resultados; c) o descritor geoestatístico madograma nas 10 distâncias e ângulo 0° apresentou melhores resultados de classificação quando usado sem combinação de outros descritores; d) os descritores geoestatísticos e os de Haralick, quando usados isoladamente não apresentaram resultados tão bons quanto combinados; e) o uso de descritores que consideram a continuidade dos valores de pixel, no reconhecimento de padrões pode ser uma ferramenta fundamental no processo de classificação.

A análise da continuidade espacial inclui uma série de ferramentas para estimar e modelar a continuidade de variáveis aleatórias regionalizadas. Ela é a base para muitas das avaliações de depósitos minerais baseadas na geoestatísitca. O modelo ajustado é de grande importância e influencia nos resultados em vários algoritmos de krigagem e simulações subsequentes. Tanto os softwares acadêmicos e comerciais podem melhorar no desenvolvimento dos gráficos, na interatividade com o usuário e no uso de formas automáticas de modelagem. O SGeMS (Stanford Geoestatistical Modeling Software) é um programa gratuito usado entre a comunidade de geoestatísticos ao qual tem um grande potencial de desenvolvimento, mas que, no entanto, ainda não possui todas as ferramentas de análise da continuidade espacial incorporadas. Diferentemente do SGeMS, o GSLIB é uma boa biblioteca gratuita para análise geoestatística e é mais completa, mas as estradas do programa são modificadas pela edição de arquivos .txt e usando linhas de comando o que torna a utilização do software pouco amigável com o usuário, apesar da robustez e qualidade dos programas da biblioteca. Dada as limitações dos mais usados e completos softwares gratuitos de geoestatística, essa dissertação objetiva a transcrição e adaptação do algoritmo do GSLIB (GamV .f) para o software SGeMS, modificando a lógica de programação para criar diferentes ferramentas auxiliares como h-scatterplots e mapas de variograma e covariograma. Os resultados demonstraram que a adaptação de algoritmos antigos leva a uma solução gratuita. Além disso, um algoritmo para a otimização da modelagem de variogramas pelo método dos mínimos quadrados foi desenvolvido. As rotinas foram desenvolvidas ambas em C++ e em Python. Os algoritmos foram validados com os valores obtidos pelo software GSLIB. Todos os desenvolvimentos dos plug-ins foram testados e validados usando dois casos ilustrativos: um depósito de ferro e um caso polimetálico. Os resultados provaram ser consistentes e similares com aqueles obtidos com softwares comerciais e renomados. / The spatial continuity analysis includes a serie of tools to estimate and model the continuity of regionalized random variables. It is the basics for many mineral deposit evaluation methods based on geostatistics. The model adjusted is of paramount importance and influences the results in many subsequent kriging and simulation algorithms. Both commercial and academic softwares can be improved in graphics, users interactivity with and automated tools for modeling spatial continuity. SGeMS (Stanford Geoestatistical Modeling Software) is a freeware program used among the geostatistical community which has an extremely potential for development however it does not have enough variographic or graphical tools. Unlike SGeMS, GSLIB is a good and more complete free library for geostatistical analysis, however the program inputs are modified by editing of .txt files and uses DOS command lines. This makes the software less user friendly, despite its robustness and quality. Given the limitation on both most used and complete freeware geostatistical softwares, this dissertation aims at transcripting and adpating an algorithm from GSLIB(GamV.f) into SGeMS software, handling the programming logic to create different auxiliary tools as h-scatterplot and variomaps. The results demonstrated that the adaptation of the old and stable algortihms lead to an inexpensive solution. Futhermore, an algorithm was developed for optimizing variogram modeling based on weigthed least squares method. The routines were developed in both C++ and Phyton. The algorithms were validated against actual values generated by GSLIB. All developed of plug-ins were tested and validated using two illustration studies: an iron ore deposit and a polymetallic one. The results proved to be consistent and similar to the ones obtained by commercial well known sofwares.

A carência de dados de solos estimulou o desenvolvimento de técnicas de modelagem digital para estimar classes ou propriedades dos solos. Este trabalho compara quatro algoritmos de aprendizagem de máquina, três redes neurais (Fuzzy ARTMap, SOM e MLP) e uma árvore de decisão (Gini), na predição de ordens de solos no Vale dos Vinhedos, Rio Grande do Sul, Brasil. O material utilizado inclui um Modelo Numérico do Terreno (MNT) com resolução de 5 metros, uma base cartográfica digital em escala 1:5.000, um mapa convencional detalhado de solos e o software de Sistema de Informação Geográfica (SIG) Idrisi. A partir do MNT e da base foram calculadas sete variáveis topográficas e hidrológicas, cujos valores e a ordem de solo foram lidos em pontos aleatoriamente distribuídos com cinco densidades de amostragem: 0,5, 1, 1,5, 2 e 4 pontos.ha-1. Os dados obtidos nos pontos foram empregados para treinar os algoritmos e classificar as ordens de solos no restante da área de estudo. A avaliação de acurácia foi realizada através de matriz de erros, exatidão geral e índice Kappa, tomando o mapa convencional como referência. A árvore de decisão obteve melhor exatidão geral (71%) e índice Kappa (0,58), com 2 pontos.ha-1, e apresentou menor sensibilidade à densidade de amostragem, obtendo índice Kappa acima de 0,5 a partir de 1 ponto.ha-1. A rede neural MLP alcançou desempenho próximo à árvore de decisão, mas foi mais sensível à densidade de amostragem, obtendo índice Kappa acima de 0,5 a partir de 1,5 pontos.ha-1. A árvore de decisão Gini e a rede neural MLP mostraram potencial para a predição de ordens de solos em escala de detalhe. / The lack of spatial soil data has stimulated the development of modeling techniques for predicting soil classes or soils properties. This work compares four machine learning algorithms, three neural networks (Fuzzy ARTMap, SOM, and MLP) and a decision tree (Gini), to predict soil classes in the State Rio Grande do Sul, Brazil. A digital elevation model (DEM) with spatial resolution of 5 meters, a digital cartographic base at 1:5,000 scale, and a detailed conventional soil map were used to run the models on Idrisi GIS software. Seven topographic and hydrological variables were derived from the DEM and the cartographic base, and values were read in randomly distributed sampling points with five sampling densities: 0.5, 1, 1.5, 2 and 4 sampling points per hectare. Data read at sample points were used to train the algorithms and to estimate soil classes in the whole study area. Accuracy was evaluated using error matrices, overall accuracy and Kappa Index, using the conventional soil map as reference for comparison. The best overall accuracy (71%) and Kappa Index (0.58) were obtained by the Gini decision tree with sampling density of 2 points per hectare. Decision tree was less sensitive to sampling density, obtaining Kappa Index above 0.5 in all sampling densities equal or higher than 1 point per hectare. Neural network MLP (Multi-layer Perceptron) showed a similar performance, but was more sensitive to sampling density, obtaining Kappa Index above 0.5 only with sampling densities equal or higher than 1.5 points per hectare. Gini decision tree and neural network MLP showed potential to predict soil class at detailed scale.