A preocupação com o desenvolvimento de novas tecnologias que priorizem o menor impacto ambiental, é cada vez maior. Esta tendência também ocorre na agroindústria, onde a preocupação com a redução de uso de defensivos agrícolas já é grande. Os problemas fitossanitários sempre foram barreiras que impediram o desenvolvimento da produtividade da citricultura, apenas ácaro da leprose (Brevipalpus phoenicis) representa cerca de 80 % dos custos destinados ao controle de pragas. O desenvolvimento de novas tecnologias, que colaborem com o controle de pragas e doenças já existentes, e outras que podem surgir, são uma necessidade deste setor. Nesta pesquisa foram utilizadas ferramentas informatizadas, utilizadas com sucesso no setor mineiro, no estudo dos ácaro da falsa ferrugem (Phyllocoptruta oleiva), ácaro branco (Plyphagotarsonemus latus) e ácaro da leprose (Brevipalpus phoenicis) com o objetivo de aprimorar o planejamento e gerenciamento da aplicação localizada de defensivos agrícolas, permitindo a verificação das variações espaciais e temporais dos fatores relacionados ao controle dessas pragas que prejudicam a produção citrícola. Estas ferramentas possuem análises geoestatísticas, que são primordiais para a modelagem espacial de fenômenos naturais, como as pragas e doenças, com características regionalizadas, a partir de amostras georreferenciadas. Como resultado tem-se a melhoria do processo de tomada de decisões na utilização de insumos agrícolas (defensivos), a partir do desenvolvimento de metodologia específica, testada e calibrada junto a um importante empreendimento no interior de São Paulo. / There is a great concern nowadays with the development of new technologies that prioritize environmental impact. This trend also occurs in the agribusiness, where one of the main concerns is the reduction in the use of agrochemicals. Phytosanitary issues have traditionally been a barrier for the increase in productivity of the citrus plants, as the leprosis mite (Brevipalpus phoenicis) responds for approximately 80 % of the pests control costs. The development of new technologies to control existing pests and diseases that affect citrus production is a major challenge of the agribusiness. In this research, software successfully developed for the mining industry has been applied to model the spatial distribution of citrus rust mite (Phyllocoptruta oleiva), broad mite (Plyphagotarsonemus latus) and leprosis mite (Brevipalpus phoenicis) with the objective of improving the planning and management of the localized application of agrochemicals. The resulting analysis have allowed the measurement of spatial variations of these pests and diseases. The spatial variation has then been used as the basis for planning the controlled application of agrochemicals for these pests and diseases. The research has applied geostatistical analysis for the detailed modeling of the regionalized behaviour of citrus pests and diseases according to the spatial positions of the field samples. The results obtained in the research include the improvement of the decisionmaking process of planning the application of agrochemicals and the development of a specific methodology which has been tested and calibrated in a test-implementation at an important agribusiness company in São Paulo.

A Floresta Amazônica é palco de um grande número de atividades de desflorestamento, como a mineração artesanal, agropecuária e comércio de madeira. A fim de se ter uma diminuição dos impactos ambientais, os órgãos fiscalizadores têm tentado regular estas atividades e orientá-las para métodos de operação mais responsável. Este trabalho descreve a iniciativa por meio do monitoramento dessas áreas de floresta localizadas perto dessas regiões de desmatamento, porque os elementos fundamentais, tais como a biomassa e acúmulo de carbono das árvores podem ser adequadamente monitorados contra distúrbios ocasionais trazidos por essas atividades. A atual abordagem padrão na Amazônia é monitorar todas as árvores da floresta dentro de uma área chamada de transecto, também designado como inventário florestal, mantendo um registro rigoroso de seu comportamento e crescimento. No entanto, essas atividades são restritas às áreas de controle que estão localizados em regiões estratégicas e não representam toda a área a ser monitorada. Esta pesquisa explora uma nova metodologia baseada na geoestatística e destinada a otimização da amostragem, estendendo-se para o estudo de áreas florestais muito maiores, mantendo a utilização dos recursos humanos unitária inalterada, e, ao mesmo tempo, aumentar a superfície das áreas de estudo e a manter a confiança nos resultados. A metodologia proposta permite a seleção da Reserva Legal - RL, a ser feita de acordo com a distribuição real de acumulação de carbono da floresta, em vez de confiar na utilização de área percentual proposta por lei e no senso comum de proprietários / órgãos fiscalizadores. Esta metodologia foi aplicada na Floresta Nacional de Tapajós (FLONA Tapajós), no Estado do Pará, Brasil, utilizou-se de conjunto de dados disponíveis, para otimizar as amostras e monitorar a capacidade da floresta de armazenar carbono. A presente metodologia pretende contribuir para uma diminuição do custo das atividades de monitoramento por unidade de área, aumento da precisão para localização RL, e simplificação dos procedimentos através da aplicação de um conjunto de ferramentas de fácil utilização. Os resultados mostraram que a aplicação de estudos geoestatísticos para determinação de RL é um procedimento viável, pois a estrutura do variograma se mantém mesmo com a amostragem sofrendo uma diminuição randômica de até 50% da área de cobertura vegetal, conseguindo manter o mesmo resultado da amostragem na totalidade da cobertura vegetal. / The Amazon Rainforest is the scene of a large number of deforestation activities such as artisanal mining, agriculture and timber trade. For the purpose of have reduced environmental impacts, regulatory agencies have attempted to regulate these activities and direct them towards more responsible methods of operation. This paper describes the initiative by monitoring these forest areas located near these regions of deforestation, because the core elements, such as biomass and carbon accumulation of the trees can be adequately monitored against occasional disturbances brought by these activities. The current standard approach in the Amazon is to monitor all the trees of the forest within an area called the transect, also designated as forest inventory, keeping a strict record of their behavior and growth. However, these activities are restricted to control areas that are located in strategic regions and do not represent the whole area to be monitored. This research explores a new methodology based on geostatistics and designed to optimize the sampling, extending the study of much larger forest areas, keeping unchanged the use of human resources unit, and at the same time increase the surface areas of study and to maintain confidence in the results. The proposed methodology allows the selection of the Legal Reserve - RL, to be made according to the actual distribution of carbon accumulation in the forest, instead relying in using area percentage proposed by law and common sense of proprietary / regulatory agencies. This methodology was applied in the Tapajós National Forest (FLONA Tapajós), State of Pará, Brazil, we used the data set available, to optimize the sample and monitor the forest\'s ability to store carbon. This methodology intends to contribute to reducing the cost of monitoring activities per unit area, increased precision for location RL, and simplifying procedures by applying a set of easy to use tools. The results showed that application of geostatistical studies for determination of RL is a viable procedure, because the structure of the variogram is maintained even with a random sampling suffering decreased to 50% of the area of vegetation, even managing to keep the sampling result the total vegetation cover.

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.

A distribuição espacial e o volume dos domínios litológicos são freqüentemente as maiores fontes de incerteza na modelagem geológica. Geralmente, a interpretação destas características é baseada em critérios subjetivos de observações, sem levar em consideração a incerteza inerente a este processo. Existem métodos de simulação geoestatísticos capazes de quantificar esta incerteza tipológica das unidades geológicas. A maioria desses métodos utiliza como medida de continuidade geológica os modelos de covariância. Entretanto, estas ferramentas de estatística de dois-pontos, raramente, conseguem capturar os padrões de geometrias complexas. Uma alternativa para esta limitação é utilizar métodos de estatística de múltiplos pontos para reproduzir os padrões espaciais de heterogeneidade que são informados por uma imagem de treinamento. Nessa dissertação, será aplicada a geoestatística de múltiplos pontos (SNESIM) para simular os litotipos de um depósito de minério de ferro. A imagem de treinamento foi baseada em seções interpretadas. Os furos de sondagem são utilizados como amostras primárias. As informações geológicas são acessadas por mapas de probabilidade utilizados como informações secundárias. A metodologia é testada na simulação de um depósito de ferro brasileiro com três diferentes litotipos. Os resultados das simulações são comparados contra um modelo de referência e novos furos de sondagens. As geometrias e distribuição espacial das tipologias foram reproduzidas de forma consistente. A incerteza das distribuições e dos volumes dos domínios tipológicos foi quantificada. O algoritmo de múltiplos pontos e a metodologia proposta mostraram grande potencial de aplicação na simulação de depósitos minerais. / The spatial distribution and volumes of lithological domains are often the biggest sources of uncertainty in geological modeling. Usually, the interpretation of these characteristics is based on subjective criteria of observations, without taking into account the uncertainty inherent in this process. There geostatistical simulation methods capable of quantifying this uncertainty typological geological units. Most of these methods uses as a measure of continuity in geological models covariance. However, these two-point statistical is rarely sufficient to capture the patterns of complex geometries. An alternative to this limitation is to use statistical methods of multiple points to reproduce the spatial patterns of heterogeneity that are informed by a training image. In this dissertation, will be applied to multi-point geostatistics (SNESIM) to simulate lithotypes a deposit of iron ore. The training image was based on sections interpreted. The drillholes are used as primary samples. Geologic information is accessed by probability maps used as secondary information. The methodology is tested in the simulation of a deposit of Brazilian iron with three different rock types. The simulation results are compared against a reference model and new drillholes. The geometries and spatial typologies were reproduced consistently. The uncertainty distributions and volumes of typological domains were quantified. The algorithm of multiple points and the proposed methodology showed great potential for application in the simulation of mineral deposits.

Submitted by (lucia.rodrigues@ufrpe.br) on 2016-07-05T11:23:22Z No. of bitstreams: 1 Edivan Rodrigues de Souza.pdf: 1105357 bytes, checksum: 872b1146ec684bad63978227ceff129f (MD5) / Made available in DSpace on 2016-07-05T11:23:22Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Edivan Rodrigues de Souza.pdf: 1105357 bytes, checksum: 872b1146ec684bad63978227ceff129f (MD5) Previous issue date: 2007-02-26 / Conselho Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPq / An experiment has been performed aiming to evaluate the spatial-time variation patterns of soil humidity in an irrigated area in Pesqueira – PE. The experiment has been carried out in an irrigated plot with carrot, with duration of 96 days. Two irrigated sectors (1 and 2) with 900 m2 each (30 m x 30 m) have been monitored in the experiment, using microsprinklers. Dead cover has been used to cover the soil surface after 23 days of sowing, in sector 2. The irrigation water was derived from a nearby Amazon well. The applied irrigation has been estimated considered the crop demand and a leaching fraction of 20%. Neutron probe access tubes have been installed to measure soil moisture at 20 and 40 cm depths, in 49 points in sector 1 and 52 points in sector 2, in a 5 x 5 m grid. The neutron probe readings were performed one hour after irrigation, twice a week, with a total of 20 monitoring days.Data has been analysed using descriptive statistics, geostatistics and temporal stability, based on relative difference and the Spearman correlation. The soil moisture in sector 2, for the two depths, was higher than in sector 1 for the whole cropping period. Temporal dependence for the whole period has been found through high values of the Spearman correlation test thoughout the sampling times. It has been possible to identify points in the sampling space representing the average soil moisture content, using the relative difference technique. The spatial dependence of the soil moisture content has been inferred through semi-variograms and contouring maps for the two sectors, at the two different depths. / Com o objetivo de avaliar o comportamento da umidade do solo, espacial e temporalmente, foi realizado um experimento em Pesqueira – PE, durante um cultivo de cenoura (Daucus carota L.) com duração de 96 dias. Dois setores de irrigação (1 e 2), cada um com 900 m2 (30 x 30 m) foram instalados, adotando um sistema de irrigação por microaspersão,utilizando água oriunda de poço Amazonas. Aos 23 dias após a semeadura foi adicionada cobertura morta no setor 2. O suprimento de água foi baseado na necessidade da cultura acrescida de uma fração de lixiviação de 20%. Foram instalados tubos de acesso para sonda de nêutrons para medição de umidade do solo, nas profundidades de 20 e 40 cm, em 49 pontos no setor 1, e 52 pontos no setor 2, em nós de uma malha de 5 x 5 m. As leituras com a sonda de nêutrons foram realizadas uma hora após o término da irrigação, com freqüência de duas vezes por semana, totalizando durante o ciclo da cultura 20 dias de monitoramento. Os dados foram avaliados adotando-se métodos de estatística descritiva, geoestatística e estabilidade temporal utilizando a diferença relativa e a correlação de Spearman. O setor 2, para as duas profundidades, apresentou umidade média maior que o setor 1 durante quase todo o ciclo da cultura. Os valores do teste de correlação de Spearman apresentaram-se altos entre as épocas de amostragens, indicando dependência temporal ao longo de todo o ciclo. Através da técnica da diferença relativa foi possível identificar pontos no espaço amostral que representam a média da umidade do solo. A dependência espacial da umidade foi inferida através dos semivariogramas e dos mapas de isolinhas para os dois setores em suas diferentes profundidades.

Submitted by (edna.saturno@ufrpe.br) on 2016-12-19T12:11:40Z No. of bitstreams: 1 Jose Aildo Sabino de Oliveira Junior.pdf: 4272848 bytes, checksum: aa34f9633bb4ab94a8370d517ffba99e (MD5) / Made available in DSpace on 2016-12-19T12:11:40Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Jose Aildo Sabino de Oliveira Junior.pdf: 4272848 bytes, checksum: aa34f9633bb4ab94a8370d517ffba99e (MD5) Previous issue date: 2012-12-17 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / Soil cultivation leads to modifications in its attributes, depending on the staging intensity and management used. Soil degradation, due to the compaction, destruction of its structure and oxidation of organic matter, results in negative effects on its properties. Thus causing damage to the development of plants, and reducing the productivity of these soils. The main objective of this study is evaluating the impact of grazing on the hydrodynamic properties of Regolithic Neosols in the semi-arid "Agreste" region of Pernambuco State, Brazil, analyzing the spatial variability of the parameters in the curves θ(h) and K(θ) described by models from van Genuchten (1980) and Brooks & Corey (1964), respectively. Such curves were obtained from application of Beerkan method in two areas, the first is an area of pastures (Brachiaria decumbens) and the second is a native forest (Caatinga). The shape parameters (m, n e h) from the curves θ(h) and K(θ) largely dependent on soil texture and are obtained from the particle-size distribution. In turn, the parameters for standardization (q0, Ks e hg) are dependent on the soil structure and are obtained from infiltration tests using the simple ring infiltrometer. The results showed that the use of pasture soil with these properties altered significantly when compared with the soil caatinga, and that the most significant changes were found in soil density and hydraulic conductivity. The geostatistic analysis identified the existence of an structure of dependency between the studied attributes allowing the mapping of experimental areas, this defined zones of greater or lesser variability of the properties analyzed for strategic purposes soil management. / O cultivo dos solos acarreta em modificações em seus atributos, dependendo da intensidade de preparo e manejo utilizado. A degradação do solo, decorrente da compactação, destruição da estrutura e da degradação da matéria orgânica, provoca efeitos negativos nas propriedades físicas, químicas e biológicas, com prejuízos ao desenvolvimento de plantas e conseguintemente afetando a produtividade desses solos. Buscou-se nesse trabalho avaliar o impacto da pastagem nas propriedades hidrodinâmicas de um Neossolo Regolítico no Agreste de Pernambuco, analisando a variabilidade espacial dos parâmetros das curvas θ(h) e K(θ) descritas, respectivamente, pelos modelos de van Genuchten (1980) e de Brooks & Corey (1964), obtidas a partir da metodologia denominada Beerkan em duas áreas, uma área de pastagem (Brachiaria decumbens) e outra de mata nativa (Caatinga). Os parâmetros de forma (m, n e h) das curvas de θ(h), dependentes majoritariamente da textura do solo são obtidos a partir da curva de distribuição dos tamanhos das partículas, enquanto que os parâmetros de normalização (q0, Ks e hg) dependentes, essencialmente, da estrutura do solo são obtidos a partir dos ensaios de infiltração utilizando-se o infiltrômetro de anel simples. Os resultados mostraram que o uso do solo com pastagem alterou significativamente as propriedades analisadas quando comparada com o solo com caatinga, sendo que as alterações mais expressivas encontradas foram na densidade do solo e na condutividade hidráulica. A análise geoestatística identificou a existência de estrutura de dependência espacial dos atributos estudados permitindo o mapeamento das áreas experimentais, este definiu zonas de maior ou menor variabilidade das propriedades analisadas para fins estratégicos de manejo do solo.

Submitted by Alisson Mota (alisson.davidbeckam@gmail.com) on 2015-07-01T20:43:43Z No. of bitstreams: 1 Dissertação - Leandro Coutinho Alho.pdf: 13058725 bytes, checksum: 2778f5265c99f5546da228d8fe3819be (MD5) / Approved for entry into archive by Divisão de Documentação/BC Biblioteca Central (ddbc@ufam.edu.br) on 2015-07-10T17:37:40Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Dissertação - Leandro Coutinho Alho.pdf: 13058725 bytes, checksum: 2778f5265c99f5546da228d8fe3819be (MD5) / Approved for entry into archive by Divisão de Documentação/BC Biblioteca Central (ddbc@ufam.edu.br) on 2015-07-10T17:41:31Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Dissertação - Leandro Coutinho Alho.pdf: 13058725 bytes, checksum: 2778f5265c99f5546da228d8fe3819be (MD5) / Made available in DSpace on 2015-07-10T17:41:31Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertação - Leandro Coutinho Alho.pdf: 13058725 bytes, checksum: 2778f5265c99f5546da228d8fe3819be (MD5) Previous issue date: 2013-04-08 / FAPEAM - Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado do Amazonas / In Amazonian environment there are few studies that evaluate the spatial dependence of soil properties, especially in grasslands and forests. The objective of this study was to analyze the spatial variability of physical and chemical Cambisol and Alfissol under grassland and forest in the region Humaita, AM. We installed a sample grid for each study area, with dimensions of 70 x 70 m and regular spacing between sampling points 10 m. Soils were sampled at depths of 0.0-0.05; 0.05-0.10 and 0.10-0.20 m, in the depths of 0.0-0.20 and 0.40-0.60 m for soil textural analysis, totaling 64 samples per depth. The sampling points of the meshes were georeferenced with GPS device and altitude was measured with accuracy level for the construction of digital elevation model (DEM). In general, all attributes showed spatial dependence structure of moderate to strong. However, the higher spatial variability was found for the attributes of the area of unspoilt countryside, reflecting the variation in the shape of relief and vegetation cover that exposes the soil to climatic factors. On the other hand, the major ones were observed for the attributes of the forest area, expressing that environment stability. Despite the different environments present similar values of organic matter, aggregate stability was higher in the country compared to natural forest. However, the values of bulk density, soil resistance to penetration and macroporosity indicate deficiency in the quality of the soil that can cause constraints to growth and development of plants. Kriging maps were possible to visualize the distribution of soil properties in the study areas, as well as inferences about the correlation between attributes and those with the landform. / Em ambiente amazônico poucos são os estudos que avaliam a dependência espacial dos atributos do solo, especialmente em campos naturais e florestas. Assim, o objetivo deste trabalho foi analisar a variabilidade espacial de atributos físicos e químicos em Cambissolo e Argissolo sob campo natural e floresta na região de Humaitá, AM. Foi instalada uma malha amostral para cada área de estudo, com dimensões de 70 x 70 m e espaçamento regular entre os pontos amostrais de 10 m. Os solos foram amostrados nas profundidades de 0,0-0,05; 0,05-0,10 e 0,10-0,20 m e nas profundidades de 0,0-0,20 e 0,40-0,60 m para a análise textural do solo, totalizando 64 amostras por profundidade. Os pontos amostrais das malhas foram georreferenciados com aparelho de GPS e altitude foi mensurada com nível de precisão para construção do modelo digital de elevação (MDE). De modo geral, todos os atributos apresentaram estrutura de dependência espacial de moderada a forte. No entanto, a maior variabilidade espacial foi encontrada para os atributos da área de campo natural, reflexo da variação no formato do relevo e da cobertura vegetal que expõe o solo aos fatores climáticos. Por outro lado, os maiores alcances foram observados para os atributos da área de floresta, expressando a maior estabilidade desse ambiente. Apesar dos diferentes ambientes apresentarem valores similares de matéria orgânica, a estabilidade de agregados foi maior na área de campo natural em relação a floresta. Todavia, os valores de densidade do solo, resistência do solo à penetração e macroporosidade apontam deficiência na qualidade estrutural do solo que podem causar restrições ao crescimento e desenvolvimento das plantas. Os mapas de krigagem possibilitaram visualizar a distribuição dos atributos do solo nas áreas de estudo, assim como inferir sobre a correlação entre os atributos e desses com a pedoforma.

Devido ao seu crescimento acelerado o município de Curitiba deverá, em breve, ter seu espaço subterrâneo ocupado com maior intensidade. Este processo deve ser devidamente planejado, levando-se em conta as propriedades geotécnicas do subsolo. Assim, buscou-se desenvolver e aplicar um método de caracterização geotécnica do meio urbano para fins de planejamento do espaço subterrâneo. O trabalho consistiu no mapeamento tridimensional das principais unidades geotécnicas e na sua caracterização em termos de adequação para obras subterrâneas. Para tanto, inicialmente, reuniu-se dados geotécnicos existentes (sondagens, poços, mapas topográficos), e levantou-se pontos em campo. A partir do mapa topográfico gerou-se imagens artificiais do terreno, que foram reunidas aos demais dados em um sistema de informações geográficas (SIG). Este processo permitiu a elaboração de um mapa geológico simplificado. Os dados armazenados no sistema (SPT, profundidades das unidades geológicas, entre outros) passaram por uma filtragem, sendo exportados para a realização de análises geoestatísticas, interpolações e geração de cartas de isovalores. Grades regulares com valores interpolados foram então inseridas no SIG, constituindo-se um modelo geotécnico digital tridimensional que permite a navegação virtual entre unidades geotécnicas. Através de classificação geomecânica determinou-se as condições de suporte e estabilidade para possíveis túneis em rochas do município. No caso dos solos realizaram-se análises limite considerando informações de campo e ensaios SPT. Integrando- e, em um único documento, cartas de profundidade das unidades geotécnicas, o mapa geológico simplificado e informações construtivas para túneis, gerou-se um mapa orientativo para a construção de obras subterrâneas no município de Curitiba. Este mapa pode ser diretamente aplicado no planejamento de ocupação do subterrâneo. / Due to its fast population increase, the city of Curitiba will soon have to use its underground space. However, underground space use should be previously planned, taking geotechnical information into consideration. Therefore, the present research is intended to develop and apply an urban geotechnical characterisation method for underground space planning. The work consisted of a 3D mapping of main geotechnical units and determination of their suitability for underground constructions. At first, existing geotechnical data, such as borehole logs, well logs and topographic maps, have been collected and stored. Field studies were carried out subsequently. Digital terrain models have been obtained from topographic maps, and integrated with the other data in a geographical information system (GIS). This process allowed for the production of a simplified geological map. The stored data have been filtered and exported for the development of geostatistical analysis, interpolations and contour maps. Interpolated grids were then reinserted in the GIS software, where a 3D digital geotechnical model has been produced, permitting virtual navigation through soil layers. Tunnel stability and support design evaluations have been performed by means of rock mass classifications. For soil tunnel stability and support assessments, field studies and N-SPT correlations have been used along with limit analysis. A decision support geotechnical map for underground constructions has been obtained by representing, in a single document: the simplified geological map, geotechnical unit depth contour charts, tunnel stability and support analysis results. This decision support map may be directly applied for underground space planning activities.

A simulação geoestatística por múltiplos pontos é um campo de pesquisa bastante ativo e tem sido aplicada com sucesso na indústria petrolífera. Entretanto, poucos estudos foram direcionados para o seu emprego em depósitos minerais. A simulação multipontual é um método promissor que supera as principais desvantagens dos métodos tradicionais. Por ser um método estocástico, ela gera diversas realizações equiprováveis que permitem a inferência de incertezas. E a integração de mapas de probabilidade local como dados secundários permite que a deficiência das simulações em precisão local seja superada. Além de tudo, diferentemente da krigagem e da simulação clássica, que são baseadas em estatísticas de segunda ordem (bipontuais), a simulação multipontual é capaz de representar estruturas geológicas complexas, ao extrair de training images padrões estatísticos de alta ordem. Nesta dissertação, os contatos litológicos dos envelopes de minério de três depósitos minerais reais e de um depósito sintético foram estimados por krigagem e simulados por um método de simulação tradicional e por um método de simulação multipontual. Constatou-se que a simulação multipontual pode ser facilmente aplicada a depósitos minerais e o desempenho dos três métodos foi comparado em situações de diferentes densidades amostrais. Apesar da melhor adequação teórica da simulação multipontual para a representação de geologias complexas, os resultados obtidos para um depósito complexo foram insatisfatórios. A solução para esse caso pode estar entre os diversos algoritmos de simulação multipontual que têm sido recentemente desenvolvidos. Por outro lado, a aplicação da simulação multipontual nos três depósitos de geologia mais simples foi muito exitosa. Os resultados mostraram contornos geologicamente plausíveis e muito mais definidos do que com os métodos tradicionais. Os modelos gerados foram tão precisos quanto os oriundos de métodos determinísticos e possibilitaram a avaliação de incertezas por meio de uma média de realizações, como qualquer método estocástico. Outra vantagem do método multipontual foi a incorporação de mapas de probabilidade local como dados secundários que permitiram definir a zona de incerteza desejada nos modelos. Todo o procedimento empregado foi descrito e justificado detalhadamente. / Geostatistical multiple-point simulation (MPS) is a very active field of research that has been applied successfully in the oil industry. However, few studies about its application in mineral deposits have been conducted. MPS is a promising method that overcomes the main drawbacks of traditional methods. Because it is a stochastic method, it generates several equiprobable realizations that allow uncertainties inference. And the integration of local probability maps as secondary data allows the lack of local precision in simulations to be overcome. Furthermore, unlike kriging and classical simulation, which are based on second-order (two-point) statistics, a MPS is able to reproduce complex geological features by high-order statistical patterns extraction from training images. In this thesis, ore envelopes lithological contacts of three real mineral deposits and of a synthetic deposit were estimated by kriging and simulated by a traditional simulation method and by a MPS method. It was verified that the MPS can be easily applied to mineral deposits and the performances of the three methods were compared in situations of different sample densities. Despite the theoretical suitability of the MPS for the representation of complex geological structures, the results obtained for a complex deposit were unsatisfactory. The solution for this case may be among the several MPS algorithms that have been recently developed. On the other hand, the application of MPS in the three simple geology deposits was very successful. The results showed geologically plausible contours much more defined than those obtained through the traditional methods. The models created were as accurate as those derived from the deterministic methods and enabled the evaluation of uncertainties by means of a mean of realizations, like any stochastic method. Another advantage of the multiple-point method was the incorporation of local probability maps as secondary data that allowed setting the zone of uncertainty desired in the models. The entire procedure was described and explained in detail.

Dados composicionais são vetores, chamados de composições, cujos componentes são todos positivos, satisfazem a soma igual a 1 e possuem um espaço amostral próprio chamado Simplex. A restrição da soma induz a correlação entre os componentes. Isso exige que os métodos estatísticos para análise desses conjuntos de dados considerem esse fato. A teoria para dados composicionais foi desenvolvida inicialmente por Aitchison na década de 80. Desde então, várias técnicas e métodos têm sido desenvolvidos para a modelagem dos dados composicionais. Este trabalho apresenta as principais abordagens para a análise estatística de dados composicionais independentes. Sendo, regressão Dirichlet (distribuição natural aos dados composicionais) ou o uso de transformações em razões logarítmicas que saem do espaço simplex para o espaço real. Também descreve os métodos para os casos em que a suposição de independência não pode ser atendida. Por exemplo, dados composionais com dependência espacial. Para esses casos, há na literatura métodos baseados nas teorias desenvolvidas para análise geoestatística de dados univariados; ou, no uso de transformações em razões logarítmicas com a inclusão da dependência espacial. Além de revisitar os métodos já difundidos, propõe-se o uso do método de Equações de Estimação Generalizadas (EEG) como alternativa para a análise de dados composicionais independentes e com dependência espacial. A principal vantagem é que as equações de estimação necessitam apenas da especificação de funções que descrevam a média e a estrutura de covariância. Assim, não é necessário atribuir uma distribuição de probabilidade aos dados ou fazer o uso de transformações. A aplicação do método EEG para dados composicionais independentes apresentou resultados tão eficientes quanto a regressão Dirichlet ou transformação em razões logarítmicas. Para os dados composicionais com dependência espacial, o método baseado em verossimilhança foi o que apresentou valores preditos mais próximos aos valores reais. O método EEG foi mais eficaz do que a abordagem geoestatística dos componentes individuais, porém, comparado com os demais métodos, foi o que apresentou maior valor residual. / C ompositional data are vectors, called compositions, whose components are all positive, it satisfies the sum equal one and has a Simplex space. The sum constraint induces the correlation between the components and this requires that the statistical methods for the analysis of datasets consider this fact. The theory for compositional data was developed mainly by Aitchison in the 1980s, and since then, several techniques and methods have been developed for compositional data modelling. This work presents the main approaches for the statistical analysis of independent compositional data, such as Dirichlet regression (natural distribution to compositional data) or the use of transformations log-ratios that aim to leave the simplex space for to Euclidean space. Also describes the methods for cases where the assumption of independence cannot be satisfied, for example, spatial dependence compositional data. For these cases, there are in the literature methods of analysis based on the theories developed for univariate geostatistics analysis or use of logratios transformations with the inclusion of the spatial dependence generated by the distance between the points. In addition, to revisiting the already diffused methods, this work propose the use of the Generalized Estimation Equation (GEE) method as an alternative for the analysis of independent compositional data and with spatial dependence. The GEE only requires the specification of functions that describe the mean and correlation matrix (covariance structure, therefore, it is not necessary to assign a probability distribution to the data or transformations. The application of the GEE method for independent compositional data presented results as efficient as Dirichlet regression or log-ratios transformation. Compositional data with spatial dependence, log-ratios transformations presented predicted values close to the real values. GEE method was more effective than the traditional geostatistical approach, however, compared with the other methods, It was the one that presented the high residual values.