Submitted by Neusa Fagundes (neusa.fagundes@unioeste.br) on 2017-09-21T19:55:37Z No. of bitstreams: 1 Nelson_Betzek2017.pdf: 5172812 bytes, checksum: f7d31be6f4ffc5866da87c134845a423 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-09-21T19:55:37Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Nelson_Betzek2017.pdf: 5172812 bytes, checksum: f7d31be6f4ffc5866da87c134845a423 (MD5) Previous issue date: 2017-02-17 / The use of computer systems for the management of agricultural procedures has been an emerging need. However, applications used for this purpose generally present restrictions on functionality, operating licenses, operating system and others. Thus, the Software for the Definition of Management Units (SDUM) was developed. This thesis aimed at implementing computational routines that will be integrated into SDUM, which are able to identify automatically the best parameters for the ordinary kriging (KRI) interpolation methods and inverse distance weighting (IDW). These routines were applied to the sample data of selected attributes to define MZs in two agricultural areas. For each dataset 300 different adjustments were tested for the semivariogram. The best parameters were used to measure data by KRI as well as twelve different values for IDW exponent. Area A was considered homogeneous because it did not present statistic different mean between classes. While for area B, the best result was subdivided into two distinct classes. MZs usually present isolated cells or patches, in such a way that crop management becomes difficult. In this context, another goal was to implement routines able of adjusting MZs, to smooth and to improve continuity. Three sampled areas were subdivided into two, three, four and five classes, and then adjusted for five times. Isolated pixels and almost all patches were eliminated, especially the methods with 5 × 5 mask. So, it can be concluded that the computational routines implemented were efficient and able to identify the best adjustment for the semivariogram as well as the best exponent for IDW, also smoothing and improving MZs continuity. / A utilização de sistemas computacionais para gerência de procedimentos agrícolas é necessidade premente. Porém, aplicativos utilizados com este objetivo geralmente possuem limitações quanto a funcionalidades, licenças de uso, sistema operacional, dentre outras. Por este motivo, foi desenvolvido o Software para Definição de Unidades de Manejo (SDUM). Esta tese teve como objetivo a implementação de rotinas computacionais que serão integradas ao SDUM, capazes de identificar automaticamente os melhores parâmetros para os métodos de interpolação Krigagem ordinária (KRI) e inverso da distância elevado a uma potência (IDW). Estas rotinas foram aplicadas aos dados amostrais de atributos selecionados para definir as ZMs em duas áreas agrícolas. Para cada conjunto de dados foram testados 300 diferentes ajustes para o semivariograma. Os melhores parâmetros foram utilizados para mensurar dados por KRI, e doze diferentes valores para expoente do IDW. A área A foi considerada homogênea por não apresentar média estatisticamente diferente entre as classes. E, para a área B, o melhor resultado obtido foi subdividi-la em duas classes distintas. As ZMs geralmente apresentam células isoladas ou manchas, dificultando a operacionalização da lavoura. Neste contexto, outro objetivo foi a implementação de rotinas capazes de retificar as ZMs a fim de suavizar e melhorar a continuidade. Três áreas amostrais foram subdividas em duas, três, quatro e cinco classes, e então, retificadas por cinco vezes. Pixels isolados e praticamente todas as manchas foram eliminados, com destaque para os métodos com máscara 5 × 5. Pode-se concluir que as rotinas computacionais implementadas foram eficientes e capazes de identificar o melhor ajuste para o semivariograma, bem como o melhor expoente para IDW, além de suavizar e melhorar a continuidade das ZMs.

Extreme Value Theory nds application in problems concerning low probability but high consequence events. In hydrology the study of heavy rainfall is important in regional ood risk assessment. In particular, the N-year return level is a key output of an extreme value analysis, hence care needs to be taken to ensure that the model is accurate and that the level of imprecision in the parameter estimates is made explicit. Rainfall is a process that evolves over time and space. Therefore, it is anticipated that at extreme levels the process would continue to show temporal and spatial correlation. In this study interest is in whether any trends in heavy rainfall can be detected for the Western Cape. The focus is on obtaining the 50-year daily winter rainfall return level and investigating whether this quantity is homogenous over the study area. The study is carried out in two stages. In the rst stage, the point process approach to extreme value theory is applied to arrive at the return level estimates at each of the fteen sites. Stationarity is assumed for the series at each station, thus an issue to deal with is that of short-range temporal correlation of threshold exceedances. The proportion of exceedances is found to be smaller (approximately 0.01) for stations towards the east such as Jonkersberg, Plettenbergbay and Tygerhoek. This can be attributed to rainfall values being mostly low, with few instances where large amounts of rainfall were observed. Looking at the parameters of the point process extreme value model, the location parameter estimate appears stable over the region in contrast to the scale parameter estimate which shows an increase towards in a south easterly direction. While the model is shown to t exceedances at each station adequately, the degree of uncertainty is large for stations such as Tygerhoek, where the maximum observed rainfall value is approximately twice as large as the high rainfall values. This situation was also observed at other stations and in such cases removal of these high rainfall values was avoided to minimize the risk of obtaining inaccurate return level estimates. The key result is an N-year rainfall return level estimate at each site. Interest is in mapping an estimate of the 50-year daily winter rainfall return level, however to evaluate the adequacy of the model at each site the 25-year return level is considered since a 25 year return period is well within the range of the observed data. The 25-year daily winter rainfall return level estimate for Ladismith is the smallest at 22:42 mm. This can be attributed to the station's generally low observed winter rainfall values. In contrast, the return level estimate for Tygerhoek is high, almost six times larger than that of Ladismith at 119:16 mm. Visually design values show di erences between sites, therefore it is of interest to investigate whether these di erences can be modelled. The second stage is the geostatistical analysis of the 50-year 24-hour rainfall return level The aim here is to quantify the degree of spatial variation in the 50-year 24-hour rainfall return level estimates and to use that association to predict values at unobserved sites within the study region. A tool for quantifying spatial variation is the variogram model. Estimation of the parameters of this model require a su ciently large sample, which is a challenge in this study since there is only fteen stations and therefore only fteen observations for the geostatistical analysis. To address this challenge, observations are expanded in space and time and then standardized and to create a larger pool of data from which the variogram is estimated. The obtained estimates are used in ordinary and universal kriging to derive the 50-year 24-hour winter rainfall return level maps. It is shown that 50-year daily winter design rainfall over most of the Western Cape lies between 40 mm and 80 mm, but rises sharply as one moves towards the east coast of the region. This is largely due to the in uence of large design values obtained for Tygerhoek. In ordinary kriging prediction uncertainty is lowest around observed values and is large if the distance from these points increases. Overall, prediction uncertainty maps show that ordinary kriging performs better than universal kriging where a linear regional trend in design values is included.

O inventário florestal é uma das principais ferramentas na gestão dos recursos florestais, uma vez que as informações geradas por ele são utilizadas ao longo de toda a cadeia produtiva do setor. Desta forma, erros nas estimativas volumétricas dos inventários florestais devem ser controlados. Inúmeras informações podem ser obtidas a partir de imagens orbitais ou aerotransportadas, uma vez que podem cobrir facilmente toda a área de interesse, e estão comumente disponíveis em empresas florestais ou ao usuário final. A utilização de preditores derivados das imagens pode trazer benefícios para as estimativas do inventário florestal. Desta forma, a aplicação de técnicas de regressão linear múltipla (RLM) ganhou espaço no setor devido a sua facilidade de aplicação. Porém, a RLM não leva em consideração a dependência espacial entre as unidades amostrais, sendo que a geoestatística pode ser utilizada para predizer a distribuição espacial do estoque de madeira (VTCC) para uma dada região. A modelagem geoestatística mais simples como a krigagem ordinária (KO), por considerar apenas a dependência espacial entre os pontos não amostrados, pode apresentar erros de predição nestes locais. Tais erros podem ser reduzidos com a aplicação de técnicas mais robustas como a Krigagem com Deriva Externa (KDE), pois esta agrega as informações obtidas das imagens com a distribuição espacial do volume. Buscando-se avaliar as vantagens da integração do Sensoriamento Remoto (SR) ao inventário florestal foram testados 4 tipos diferentes de imagens; as oriundas dos satélites LANDSAT8, RAPIDEYE e GEOEYE, e as provenientes de aeronaves (Imagens Aerotransportadas). Avaliou-se também diferentes tipos de estimativas para a predição volumétrica sendo estas RLM, KDE e KO. A melhor estimativa serviu de variável auxiliar para o estimador de regressão (ER), sendo os resultados comparados com a abordagem tradicional da amostragem aleatória simples (AAS). Os resultados demonstraram por meio da validação cruzada que as estimativas da KDE foram mais eficientes que as estimativas da KO e da RLM. Os melhores preditores (variáveis auxiliares) foram aqueles derivados do satélite LANDSAT8 e do satélite RAPIDEYE. Obteve-se como produto das estimativas de KDE e RLM mapas capazes de detectar áreas com mortalidade ou anomalias em meio a formação florestal. A utilização de uma estimativa de KDE utilizando imagens LANDSAT8 como medida auxiliar para o ER permitiu reduzir o erro amostral da AAS de 3,87% para 2,34%. Da maneira tradicional, tal redução de erro apenas seria possível com um aumento de mais 99 unidades amostrais. / Forest Inventory (FI) is one of the main tools for managing forest resources, once the information derived from FI is used along the sector production chain. When estimating volume, errors resulting from FI are common, therefore these errors must be controlled. Once orbital or airborne imaging data are easily acquired for an entire area, and are commonly available in forest companies or for the end user, much information can be obtained from these products. The use of predictor derived from images can be of significant benefits to forest inventory estimates. For that reason, the application of linear multiple regression (LMR) techniques have taken place in the forest sector, due to the facilities of its application. However, the LMR technique does not take the spatial dependence among sample units in consideration, the geostatistics utilized to predict the spatial distribution of the wood stock (VTCC) for a specific region. Simpler geostatistical modeling as the ordinary kriging (OK), just takes in consideration the spatial dependence among non-sampled points, because of that, prediction errors can be found. Such errors can be reduced when techniques that are more robust are applied, such as the kriging with external drift (KED) approach. This technique aggregates the information obtained from the images with the spatial distribution of the volume. In order to evaluate the advantages of Remote Sensing and Forest Inventory integration, we considered 4 different types of images, from the satellites LANSAT 8, RAPIDEYE, GEOEYE and from airborne images. When predicting volume, three different approaches were evaluated: LMR, EDK, OK. The best model among those evaluated, served as auxiliary variable for the regression estimator (RE). The result were then compared to the traditional approach, simple random sampling (SRS).This approach showed, through a cross-validation, that the KDE estimates were more efficiently than the OK and the LMR. The best predictor model (auxiliary variables) were derived from LADNSAT 8 and RAPIDEYE satellites. There is a significant advantage to using the KDE and LMR approaches, as it allows for a spatial representation of areas with mortality or anomalies, in a forest environment. The combination of KDE approach and LANDSAT 8 images as an auxiliary method for the RE, abled the decrease of the sampling error of SRS from 3.87% to 2.34%.The traditional approaches to conduct plantation inventories would allow for this error reduction, only if there were an increase of 99 more sampling units.

Esta tese apresenta um estudo com base em zoneamentos de parâmetros geotécnicos provenientes de sondagens rotativas, realizadas no maciço basáltico, localizado na área das obras de Usina Hidrelétrica de Itaipu (Foz do Iguaçu - PR). Estes zoneamentos foram realizados a partir de interpolação dos dados por meio de krigagem ordinária e equações multiquádricas. Os dados provenientes de sondagens rotativas analisados nesta pesquisa são: Rock Quality Designation (RQD), grau de alteração, grau de consistência e grau de fraturamento. Os métodos de interpolação foram avaliados para o parâmetro de RQD, pois tais métodos apresentam características matemáticas similares, assim, foram comparadas interpolações realizadas com krigagem ordinária e equações multiquádricas, sendo comprovada a similaridade destes métodos com dados reais. Sendo assim, os demais parâmetros, por se caracterizarem como variáveis categóricas e, portanto, discretas, e apresentarem complexidade para realização da análise variográfica dos dados (semivariograma experimental e modelagem do semivariograma), foram interpolados apenas pelo método das equações multiquádricas. A validação dos dados interpolados foi realizada a partir de um estudo de caso relativo ao comportamento hidrogeotécnico do maciço rochoso, o qual é monitorado por piezômetros do tipo standpipe. Esta validação mostrou que os métodos utilizados para obter os zoneamentos e os parâmetros de modelagem considerados foram adequados, pois se verificou alta correlação entre as tendências de comportamento obtidas pelas interpolações dos parâmetros geotécnicos do maciço rochoso e o comportamento revelado pelo conjunto de piezômetros instalados no mesmo local. Este trabalho teve como etapa primordial o levantamento de dados históricos relativos às investigações geológico-geotécnicas da área das obras de Itaipu, a partir destes dados foi composto um mapa interativo de localização dos diferentes tipos de investigação realizados no substrato rochoso e terroso. Tal documento permite uma busca rápida e dinâmica das informações geotécnicas, pois apresenta como referência a própria planta da barragem de Itaipu. Cada ponto de investigação está vinculado ao perfil geotécnico. As investigações utilizadas neste mapa são: sondagem rotativa, sondagem à percussão (SPT), ensaio de cone (CPT) e poço manual. Sendo assim, o resgate das informações históricas obtidas nas campanhas de investigação geotécnica na área das obras de Itaipu, resultou na compilação dos dados de forma digital, em que foi elaborado um conjunto de planilhas com formato capaz de ser utilizado em diferentes Sistemas de Informação Geográfica e de interpolação de dados georreferenciados. / This thesis presents a study based on the zoning of geotechnical parameters resulting from core boring, carried out in the basaltic bedrock located in the area of the Itaipu Hydroelectric Power Plant (Foz do Iguaçu - PR). These zonings were carried out based on the interpolation of the data by means of ordinary kriging and multiquadric equations. The data provided by core boring analyzed in this research are: Rock Quality Designation (RDQ), degree of alteration, degree of consistency and degree of fracturing. The interpolation methods were evaluated for the RQD parameter, since such methods present similar mathematical characteristics; therefore, comparisons were made between interpolations resulting from ordinary kriging and multiquadric equations, demonstrating the similarity of these methods with real data. In this manner, the remaining parameters due to being categorized as categorical variables and, therefore, discrete, and presenting complexity for the execution of the variographic analysis of the data (experimental semi-variogram and modeling of the semi-variogram), were interpolated only by the method of the multiquadric equations. The validation of the interpolated data was carried out on the basis of a case study relating to the hydrogeotechnical behavior of the bedrock mass, which is monitored by standpipe piezometers. This validation showed that the methods employed to obtain the zonings and the modeling parameters chosen were adequate, since a high correlation was verified between the behavior trends obtained by the interpolations of the geotechnical parameters of the bedrock mass and the behavior revealed by the set of piezometers installed in the same site. The primordial stage of this job was the acquisition of historical data relating to the geological-geotechnical investigations in the area of Itaipu Dam. This data served as a starting point for the composition of an interactive map showing the location of the different types of investigations carried out in the rock and earthen masses. The resulting document permit a rapid and dynamic search through the geotechnical information, since it presents as its reference the plan view of the Itaipu dam itself. Each point of investigation is linked to the geotechnical profile. The investigations utilized in this map are: core boring, standard penetration test (SPT), cone penetration test (CPT) and manual pit. In this manner, the recovery of the historical information obtained by the geotechnical investigation the Itaipu Dam area resulted in data compilations in digital format, based upon which, a set of tabular forms was obtained of a type capable of being utilized in different Systems of Geographical Information and of interpolation of geo-referenced data.

O inventário florestal é uma das principais ferramentas na gestão dos recursos florestais, uma vez que as informações geradas por ele são utilizadas ao longo de toda a cadeia produtiva do setor. Desta forma, erros nas estimativas volumétricas dos inventários florestais devem ser controlados. Inúmeras informações podem ser obtidas a partir de imagens orbitais ou aerotransportadas, uma vez que podem cobrir facilmente toda a área de interesse, e estão comumente disponíveis em empresas florestais ou ao usuário final. A utilização de preditores derivados das imagens pode trazer benefícios para as estimativas do inventário florestal. Desta forma, a aplicação de técnicas de regressão linear múltipla (RLM) ganhou espaço no setor devido a sua facilidade de aplicação. Porém, a RLM não leva em consideração a dependência espacial entre as unidades amostrais, sendo que a geoestatística pode ser utilizada para predizer a distribuição espacial do estoque de madeira (VTCC) para uma dada região. A modelagem geoestatística mais simples como a krigagem ordinária (KO), por considerar apenas a dependência espacial entre os pontos não amostrados, pode apresentar erros de predição nestes locais. Tais erros podem ser reduzidos com a aplicação de técnicas mais robustas como a Krigagem com Deriva Externa (KDE), pois esta agrega as informações obtidas das imagens com a distribuição espacial do volume. Buscando-se avaliar as vantagens da integração do Sensoriamento Remoto (SR) ao inventário florestal foram testados 4 tipos diferentes de imagens; as oriundas dos satélites LANDSAT8, RAPIDEYE e GEOEYE, e as provenientes de aeronaves (Imagens Aerotransportadas). Avaliou-se também diferentes tipos de estimativas para a predição volumétrica sendo estas RLM, KDE e KO. A melhor estimativa serviu de variável auxiliar para o estimador de regressão (ER), sendo os resultados comparados com a abordagem tradicional da amostragem aleatória simples (AAS). Os resultados demonstraram por meio da validação cruzada que as estimativas da KDE foram mais eficientes que as estimativas da KO e da RLM. Os melhores preditores (variáveis auxiliares) foram aqueles derivados do satélite LANDSAT8 e do satélite RAPIDEYE. Obteve-se como produto das estimativas de KDE e RLM mapas capazes de detectar áreas com mortalidade ou anomalias em meio a formação florestal. A utilização de uma estimativa de KDE utilizando imagens LANDSAT8 como medida auxiliar para o ER permitiu reduzir o erro amostral da AAS de 3,87% para 2,34%. Da maneira tradicional, tal redução de erro apenas seria possível com um aumento de mais 99 unidades amostrais. / Forest Inventory (FI) is one of the main tools for managing forest resources, once the information derived from FI is used along the sector production chain. When estimating volume, errors resulting from FI are common, therefore these errors must be controlled. Once orbital or airborne imaging data are easily acquired for an entire area, and are commonly available in forest companies or for the end user, much information can be obtained from these products. The use of predictor derived from images can be of significant benefits to forest inventory estimates. For that reason, the application of linear multiple regression (LMR) techniques have taken place in the forest sector, due to the facilities of its application. However, the LMR technique does not take the spatial dependence among sample units in consideration, the geostatistics utilized to predict the spatial distribution of the wood stock (VTCC) for a specific region. Simpler geostatistical modeling as the ordinary kriging (OK), just takes in consideration the spatial dependence among non-sampled points, because of that, prediction errors can be found. Such errors can be reduced when techniques that are more robust are applied, such as the kriging with external drift (KED) approach. This technique aggregates the information obtained from the images with the spatial distribution of the volume. In order to evaluate the advantages of Remote Sensing and Forest Inventory integration, we considered 4 different types of images, from the satellites LANSAT 8, RAPIDEYE, GEOEYE and from airborne images. When predicting volume, three different approaches were evaluated: LMR, EDK, OK. The best model among those evaluated, served as auxiliary variable for the regression estimator (RE). The result were then compared to the traditional approach, simple random sampling (SRS).This approach showed, through a cross-validation, that the KDE estimates were more efficiently than the OK and the LMR. The best predictor model (auxiliary variables) were derived from LADNSAT 8 and RAPIDEYE satellites. There is a significant advantage to using the KDE and LMR approaches, as it allows for a spatial representation of areas with mortality or anomalies, in a forest environment. The combination of KDE approach and LANDSAT 8 images as an auxiliary method for the RE, abled the decrease of the sampling error of SRS from 3.87% to 2.34%.The traditional approaches to conduct plantation inventories would allow for this error reduction, only if there were an increase of 99 more sampling units.

Esta tese apresenta um estudo com base em zoneamentos de parâmetros geotécnicos provenientes de sondagens rotativas, realizadas no maciço basáltico, localizado na área das obras de Usina Hidrelétrica de Itaipu (Foz do Iguaçu - PR). Estes zoneamentos foram realizados a partir de interpolação dos dados por meio de krigagem ordinária e equações multiquádricas. Os dados provenientes de sondagens rotativas analisados nesta pesquisa são: Rock Quality Designation (RQD), grau de alteração, grau de consistência e grau de fraturamento. Os métodos de interpolação foram avaliados para o parâmetro de RQD, pois tais métodos apresentam características matemáticas similares, assim, foram comparadas interpolações realizadas com krigagem ordinária e equações multiquádricas, sendo comprovada a similaridade destes métodos com dados reais. Sendo assim, os demais parâmetros, por se caracterizarem como variáveis categóricas e, portanto, discretas, e apresentarem complexidade para realização da análise variográfica dos dados (semivariograma experimental e modelagem do semivariograma), foram interpolados apenas pelo método das equações multiquádricas. A validação dos dados interpolados foi realizada a partir de um estudo de caso relativo ao comportamento hidrogeotécnico do maciço rochoso, o qual é monitorado por piezômetros do tipo standpipe. Esta validação mostrou que os métodos utilizados para obter os zoneamentos e os parâmetros de modelagem considerados foram adequados, pois se verificou alta correlação entre as tendências de comportamento obtidas pelas interpolações dos parâmetros geotécnicos do maciço rochoso e o comportamento revelado pelo conjunto de piezômetros instalados no mesmo local. Este trabalho teve como etapa primordial o levantamento de dados históricos relativos às investigações geológico-geotécnicas da área das obras de Itaipu, a partir destes dados foi composto um mapa interativo de localização dos diferentes tipos de investigação realizados no substrato rochoso e terroso. Tal documento permite uma busca rápida e dinâmica das informações geotécnicas, pois apresenta como referência a própria planta da barragem de Itaipu. Cada ponto de investigação está vinculado ao perfil geotécnico. As investigações utilizadas neste mapa são: sondagem rotativa, sondagem à percussão (SPT), ensaio de cone (CPT) e poço manual. Sendo assim, o resgate das informações históricas obtidas nas campanhas de investigação geotécnica na área das obras de Itaipu, resultou na compilação dos dados de forma digital, em que foi elaborado um conjunto de planilhas com formato capaz de ser utilizado em diferentes Sistemas de Informação Geográfica e de interpolação de dados georreferenciados. / This thesis presents a study based on the zoning of geotechnical parameters resulting from core boring, carried out in the basaltic bedrock located in the area of the Itaipu Hydroelectric Power Plant (Foz do Iguaçu - PR). These zonings were carried out based on the interpolation of the data by means of ordinary kriging and multiquadric equations. The data provided by core boring analyzed in this research are: Rock Quality Designation (RDQ), degree of alteration, degree of consistency and degree of fracturing. The interpolation methods were evaluated for the RQD parameter, since such methods present similar mathematical characteristics; therefore, comparisons were made between interpolations resulting from ordinary kriging and multiquadric equations, demonstrating the similarity of these methods with real data. In this manner, the remaining parameters due to being categorized as categorical variables and, therefore, discrete, and presenting complexity for the execution of the variographic analysis of the data (experimental semi-variogram and modeling of the semi-variogram), were interpolated only by the method of the multiquadric equations. The validation of the interpolated data was carried out on the basis of a case study relating to the hydrogeotechnical behavior of the bedrock mass, which is monitored by standpipe piezometers. This validation showed that the methods employed to obtain the zonings and the modeling parameters chosen were adequate, since a high correlation was verified between the behavior trends obtained by the interpolations of the geotechnical parameters of the bedrock mass and the behavior revealed by the set of piezometers installed in the same site. The primordial stage of this job was the acquisition of historical data relating to the geological-geotechnical investigations in the area of Itaipu Dam. This data served as a starting point for the composition of an interactive map showing the location of the different types of investigations carried out in the rock and earthen masses. The resulting document permit a rapid and dynamic search through the geotechnical information, since it presents as its reference the plan view of the Itaipu dam itself. Each point of investigation is linked to the geotechnical profile. The investigations utilized in this map are: core boring, standard penetration test (SPT), cone penetration test (CPT) and manual pit. In this manner, the recovery of the historical information obtained by the geotechnical investigation the Itaipu Dam area resulted in data compilations in digital format, based upon which, a set of tabular forms was obtained of a type capable of being utilized in different Systems of Geographical Information and of interpolation of geo-referenced data.

Orientador: José Sílvio Govone / Resumo: As variáveis aleatórias no espaço estão definidas como funções aleatórias sujeitas à teoria das variáveis regionalizadas. Para assumir continuidade espacial com um número limitado de realizações da variável aleatória são necessárias as hipóteses de estacionariedade, as quais envolvem diferentes graus de homogeneidade espacial. Formalmente, uma variável regionalizada Z é estacionária se os momentos estatísticos de Z(s+h) forem os mesmos para qualquer vetor h. A hipótese de estacionariedade de primeira ordem é definida como a hipótese de que o momento de primeira ordem da distribuição da função aleatória Z(s) é constante em toda a área. A hipótese intrínseca é baseada no cálculo de médias globais das semivariancias, com a pressuposição de estacionariedade de 1a ordem e da estacionariedade da variância dos incrementos. Embora muitas variáveis sejam suscetível a dupla ou múltipla estacionariedade, estas estruturas espaciais não são levadas em consideração pelo semivariograma usual. Na perspectiva de solucionar o problema apontado, buscou-se identificar os locais dos pontos de mudança na média que definem mais de uma estrutura de semivariancia, com o objetivo de melhorar a qualidade dos mapas de Krigagem Ordinária. Para isso, foi utilizado o Método de Partição Produto (MPP), com enfoque espacial, denominado Método de Partição Produto Espacial (MPPs). Para separar os grupos, foi criada uma função de busca de ponto de mudança na média utilizando o modelo hierárquico bayesiano, denom... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The random variables in space are defined by random functions subject to regionalized variable theory. To assume spatial continuity with a limited number of realization of the random variable, we need to assume stationarity hypotheses, which involve different degrees of spatial homogeneity. Formally, a regionalized variable Z is stationary if statistical moments of Z(s + h) are the same for any vector h. The first order stationarity hypothesis is defined to be the hypothesis that first order moment of the distribution of the random function Z(s) is constant throughout the area. The intrinsic hypothesis is based on the computation of global means of semivariate models, with the assumption of 1st order stationarity and incremental variation stationarity. Although many variables are capable of double or multiple stationarity, these spatial structures are not taken into account by the usual semivariogram, and, consequently, cause acuracy problems in Kriging maps. In order xvii to solve the described problem, it was identify the points of change in the average with the objective of improving the quality and accuracy of the maps of Ordinary Kriging. To separate the groups, a mean change point search function was created using the Bayesian hierarchical model, called the Space Product Partition Model (MPPs). Two databases were used to test the model’s potential to separate spatially dependent groups, in which the former suspected a change in mean while in the latter. “ Data2 ”, there... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor

Διάφορες κλιματολογικές, υδρολογικές και περιβαλλοντικές μελέτες απαιτούν ακριβή γνώση της χωρικής κατανομής των σταθερών ισοτόπων του υδρογόνου και του οξυγόνου στον υετό. Δεδομένου ότι ο αριθμός των σταθμών συλλογής δειγμάτων υετού για ισοτοπική ανάλυση είναι μικρός και όχι ομογενώς κατανεμημένος σε πλανητικό επίπεδο, η πλανητκή κατανομή των σταθερών ισοτόπων μπορεί να υπολογισθεί μέσω της δημιουργίας πλεγματικών ισοτοπικών δεδομένων, για τη δημιουργία των οποίων έχουν προταθεί διάφορες μέθοδοι. Ορισμένες χρησιμοποιούν εμπειρικές σχέσεις και γεωστατιστικές μεθόδους ώστε να ελαχιστοποιήσουν τα σφάλματα λόγω παρεμβολής. Στην εργασία αυτή γίνεται μια προσπάθεια να δημιουργηθούν βάσεις πλεγματικών δεδομένων της ισοτοπικής σύστασης του υετού με ανάλυση 10΄ × 10΄ για την περιοχή της Κεντρικής και Ανατολικής Μεσογείου. Προσδιορίζονται στατιστικά πρότυπα λαμβάνοντας υπ’ όψιν γεωγραφικές και μετεωρολογικές παραμέτρους, ως ανεξάρτητες μεταβλητές. Η αρχική μεθοδολογία χρησιμοποιεί μόνο το υψόμετρο της περιοχής και το γεωγραφικό της πλάτος ως ανεξάρτητες μεταβλητές. Επειδή η ισοτοπική σύσταση εξαρτάται και από το γεωγραφικό μήκος προστέθηκαν στα υφιστάμενα πρότυπα, εκτός των γεωγραφικών μεταβλητών και μετεωρολογικές. Προτείνεται σειρά προτύπων τα οποία περιλαμβάνουν είτε ορισμένες είτε συνδυασμό αυτών των παραμέτρων. Η αξιολόγηση των προτύπων γίνεται με εφαρμογή των μεθόδων Thin Plate Splines (TPSS) και Ordinary Kriging (ΟΚ). / Several climatic, hydrological and environmental studies require the accurate knowledge of the spatial distribution of stable isotopes in precipitation. Since the number of rain sampling stations for isotope analysis is small and not evenly distributed around the globe, the global distribution of stable isotopes can be calculated via the production of gridded isotopic data sets. Several methods have been proposed for this purpose. Some of them use empirical equations and geostatistical methods in order to minimize eventual errors due to interpolation. In this work a methodology is proposed for the development of 10΄ × 10΄ gridded isotopic data of precipitation in Central and Eastern Mediterranean. Statistical models are developed taking into account geographical and meteorological parameters as independent variables. The initial methodology takes into account only the altitude and latitude of an area. Since however the isotopic composition of precipitation depends also on longitude, the existing models have been modified by adding meteorological parameters as independent variables also. A series of models is proposed taking into account some or a combination of the above mentioned variables. The models are validated using the Thin Plate Smoothing Splines (TPSS) and the Ordinary Kriging (OK) methods.

[pt] O potencial da energia solar para a geração de energia elétrica no mundo é sem dúvida o maior dos potenciais das fontes energéticas renováveis, com uma capacidade de produção de eletricidade estimada em 745,8 TWh por ano. Embora não seja responsável por uma parte significativa da matriz elétrica mundial, o crescimento do setor fotovoltaico no mundo é notável. A capacidade instalada mundial de centrais fotovoltaicas cresceu 39 por cento no ano 2013. Os mapas mundiais de radiação solar mostram que aqueles que mais investem em energia solar fotovoltaica não são necessariamente aqueles cujo território recebe a maior quantidade deste recurso. O Brasil, com um grande potencial solar, confirmado por diversos levantamentos, não é um dos principais produtores de eletricidade a partir de sistemas fotovoltaicos. Este setor no Brasil é ainda incipiente, porém, uma das estratégias do país para promover a implementação de sistemas fotovoltaicos é um mecanismo de net metering para mini e micro produtores. Diversos especialistas afirmam que esta estratégia poderia gerar um grande volume de empreendimentos em pequena e média escala nos próximos anos. Este trabalho fornece uma ferramenta de informação sobre a radiação solar no estado do Rio de Janeiro, conformada por mapas de radiação solar global e dados de anos meteorológicos típicos. Com base nos dados gerados, realizaram-se simulações para estimar a radiação solar incidente e a eletricidade produzida por painéis fotovoltaicos em diferentes configurações fixas e com rastreamento. Avaliaram-se os ganhos e perdas ocasionados por cada configuração em relação a configuração horizontal. / [en] Solar energy potential for electricity generation undoubtedly surmounts the potential of all the other renewable energy sources, with an estimated electricity production capacity of 745.8 TWh per year. Albeit solar energy does not account for a significant share of the world electricity matrix, the growth of the photovoltaic market in the world is remarkable: the installed PV capacity increased in 39 percent on 2013. Nevertheless, the world maps of solar radiation show that the countries that invest the most in solar photovoltaic energy are not necessarily the ones that receive the highest solar radiation. Brazil, with an important solar potential, confirmed by diverse assessments, is not one of the main producers of PV-generated electricity. The PV-market in Brazil is still immature, however, one of the strategies of the Government to promote the implementation of PV systems is a net metering mechanism for mini and micro producers. Different specialists claim that this strategy could generate a big volume of new endeavors in small and medium scale in the next years. This study provides information tools about solar radiation in Rio de Janeiro. It comprises maps of global solar radiation in horizontal surfaces and Typical Meteorological Year data sets. Simulations were performed based on the generated data to estimate the incident solar radiation and the electricity produced by PV systems in different fixed and tracking configurations. The gains and losses caused by each configuration with respect to the horizontal configuration were evaluated.

Orientador: Angelo Cataneo / Banca: Célia Regina Lopes Zimback / Banca: Jorim Sousa das Virgens Filho / Banca: Luiz Roberto Almeida Gabriel / Banca: José Fernando Mantovani Micali / Doutor