Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / As tartarugas marinhas são espécies ameaçadas, altamente migratórias que apresentam um ciclo de vida longo e uma ampla distribuição geográfica. Assim, melhorar a nossa compreensão sobre a ecologia espacial das tartarugas marinhas é essencial para a elucidação de aspectos da sua história de vida e para o desenvolvimento de medidas eficazes de conservação. Esta tese compreende um conjunto de artigos ou capítulos que visam contribuir ao conhecimento da ecologia espacial da tartaruga-de-couro, Dermochelys coriacea. Este estudo utilizou novas tecnologias como à telemetria por satélite (que proporciona um método útil para monitorar os movimentos de espécies migratórias) e um conjunto de ferramentas de geoprocessamento como abordagem metodológica que visou: examinar os movimentos e migrações da tartaruga-de-couro, identificar áreas de uso intenso e padrões espaço-temporais no uso do habitat, e integrar dados biológicos e oceanográficos para descrever as estratégias comportamentais desta espécie. Cinco tartarugas-de-couro (um subaduto, dois machos adultos e duas fêmeas adultas) foram equipadas com transmissores por satélite no Atlântico Sul Ocidental entre 2005 e 2008. Além de fornecer dados de localização geográfica os tansmissores permitiram registrar informações de mergulho tais como profundidade e duração máxima e media dos mergulhos, perfis completos de mergulhos individuais e dados de temperatura do mar. Movimentos e migrações de tartarugas-de-couro marcadas no Atlântico Sul foram documentados pela primeira vez. Alem disso, foi posível identificar áreas de uso intenso (ou alimentação) previamente desconhecidas para a espécie, assim como uma residência sazonal nestas áreas localizadas em águas tropicais e temperadas fora da costa sul-americana (19-45S). A sazonalidade dos movimentos esteve intimamente associada a processos físicos sazonais de pequena e mesoescala. Dependendo do ambiente marinho explorado, durante os períodos de residência, as tartarugas apresentaram diferentes estratégias alimentares identificadas através da análise dos padrões de mergulho. / Sea turtles are long-lived, highly migratory endangered species with a wide distribution. Thus improving our knowledge of the spatial ecology of sea turtles is essential for elucidating aspects of their life history and for the development of effective conservation measures. This thesis comprises a collection of articles or chapters that aim to contribute to the knowledge of the spatial ecology of the leatherback turtle, Dermochelys coriacea. This study used new technologies such as satellite telemetry (which provides a useful approach for tracking the movements of migratory species) and a set of geoprocessing tools as a methodological approach that aimed to: examine the movements and migrations of leatherback turtles, identify high use areas and spatio-temporal patterns of habitat use, and integrate biological and environmental data to describe foraging strategies of this species. Five leatherback turtles (a subadut, two adult males and two adult females) were fitted with satellite transmitters in the Southwest Atlantic between 2005 and 2008. Besides providing geographical location data the transmitters also recorded dive information such as mean and maximum dive depth and duration, individual dive profiles and water temperature data. For the first time the movements and migrations of leatherback turtles tagged in the South Atlantic were documented. Previously unidentified high use areas (or foraging areas) were recognized for this species, also a seasonal residence along those areas located in tropical and temperate areas off the coast of South America (19-45 S). The seasonal movements were closely associated with small and mesoscale physical seasonal processes. Depending on the marine environment exploited during periods of residence, the turtles showed different foraging strategies identified through the analysis of the diving patterns.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Áreas alagadas são importantes devido à grande biodiversidade que sustentam e aos serviços ambientais gerados pela sua conservação. Essas áreas, quando dominadas por macrófitas, tendem a suportar grande biodiversidade e assumir grande valor de conservação. Assim, o monitoramento do estabelecimento deste importante componente do ecossistema durante um projeto de recuperação de ecossistemas é importante para avaliar o sucesso da sua recuperação. Este trabalho teve como objetivo estimar aquantidade de biomassa por área acumulada em um ecossistema ao longo de um gradiente de recuperação. Através da classificação não supervisionada gerada a partir de de imagens de satélite de alta resolução (GeoEye-1) e amostragem destrutiva foram estimadas quantidades de biomassa por área em três alagados em recuperação na Reserva Ecológica Guapiaçú. A classificação não supervisionada se mostrou uma ferramenta acurada e eficiente no mapeamento de classes de vegetação. Os alagados estudados apresentam uma taxa de acúmulo de carbono anual estimada em 1,12 MgC.hec-1 atingindo um máximo de 5.55 MgC.hec-1 no terceiro ano. Adicionalmente, foi observada uma correlação negativa entre biomassa e profundidade. / Wetlands are important due to the substantial biodiversity they maintain and for the ecosystem services they provide. These areas when colonized by macrophytes tend to support great biodiversity and assume great value for conservation. Therefore monitoring the establishment of these important ecosystem features during the recovery of reconstructed wetlands is made necessary to evaluate the success of such projects. Here, the main objective was to estimate the amount of biomass accumulated by the macrophyte growth during the first 6 years of a wetland recovery project. From unsupervised classification generated from high resolution satellite imagery and destructive field sampling the accumulated biomass of macrophyte beds was estimated in 3 reconstructed wetlands at Reserva Ecológica Guapiaçú, Rio de Janeiro. Unsupervised classification was shown to be an effective and accurate tool for mapping vegetation classes. The studied wetlands showed an annual carbon accumulation rate of 1,12 MgC.hec-1 with apparent decrease in rate over time and with the maximum accumulated biomass of 5,55 MgC.hec-1 in the third year. A negative correlation between water depth and biomass was observed.

A quase inacessibilidade de grandes partes do Oceano Austral torna o conhecimento da espessura do gelo marinho limitado. Esta informação é essencial para a determinação do balanço de massa deste componente da criosfera. Na transição do inverno para a primavera de 2006, uma equipe de pesquisadores, coletou uma série de perfis de espessura de gelo marinho no norte e noroeste do mar de Weddell. Eles estavam a bordo do navio de pesquisa alemão Polarstern do Alfred-Wegener-Institut, Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung (AWI) e utilizaram um sistema composto por um sensor eletromagnético, altímetro laser e um Sistema de Posicionamento Global Diferencial (DGPS) aerotransportado por helicóptero. Simultaneamente, a Agência Espacial Europeia (ESA), adquiriu imagens ENVISAT ASAR WSM da área de pesquisa. O objetivo principal desta tese é determinar a relação existente entre o retroespalhamento medido pelo Radar de Abertura Sintética e a espessura do gelo marinho obtida pelo HEM (Helicopter-borne ElectroMagnetic system) usando os dados citados acima. Utilizamos os programas de computador NEST®, MATLAB®, EXCEL®, ArcGIS®/ArcMAP®, para processar, analisar e selecionar as imagens, para determinar a relação entre o retroespalhamento e as medidas, quase-tempo-coincidentes, de espessura do gelo. Projetamos as trajetórias dos voos sobre as imagens obtidas nas mesmas datas e extraímos os pixels referentes aos locais onde foram medidas as espessuras de gelo marinho. Apropriamos os valores de espessura do gelo para a área de cada pixel sobre o qual se referiam. Uma análise estatística determinou que o parâmetro que melhor representa a espessura do gelo dentro da área do pixel é a média. A regressão linear é a melhor forma de ajuste das relações entre o valor de retroespalhamento do pixel e a espessura do gelo marinho contido na área deste pixel. O coeficiente de correlação linear de Pearson, resultante de análise paramétrica, indica uma forte correlação (0,75) entre retroespalhamento e espessura do gelo marinho. Porém, a análise não paramétrica de Spearman resultou em um coeficiente de correlação baixo (0,06) o que pode indicar que os dados analisados são compostos por duas populações distintas (e.g., gelo de primeiro ano e plurianual). Contudo, a análise não paramétrica de Kolmogorov-Smirnov aventa a possibilidade de que não tenhamos amostrado toda população. Esta seria a razão de não haver valores de espessuras relativas ao intervalo entre -9.21dB e -1.35dB, o que poderia induzir ao baixo valor do coeficiente de correlação na análise de Spearman. Aplicamos a equação linear: y=0,6345x+12,015 às imagens e pudemos separá-las em doze classes: uma para água e onze para gelo marinho, estas com intervalos de um metro. Isto possibilitou a observação de importantes feições oceanográficas como: canais de águas abertas; cristas de compressão, decaimento do gelo marinho, deslocamento de icebergs (como indicadores de correntes, marés e ventos), liberação de gelo por geleiras de maré, desprendimento de iceberg da plataforma de gelo Larsen C, esteiras de ondas e vórtices oceânicos. Com base no exposto, podemos afirmar que, estatisticamente, nossos resultados são robustos e significantes, com nível de confiança entre 95% e 99%. A equação que propomos é um primeiro passo para inferir-se a espessura do gelo marinho a partir de coeficientes de retroespalhamento SAR. / The almost inaccessibility of large parts of the Southern Ocean makes the knowledge on the sea-ice thickness limited. This information is essential for determining the mass balance of this cryosphere component. During the transition from winter to spring 2006, a researcher team performed several sea-ice thickness profiles in the north and northwest of the Weddell Sea. They were aboard the German research vessel Polarstern from the Alfred-Wegener-Institute, Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung (AWI) and utilizing for those measurements a Helicopter-borne Electromagnetic system (HEM). The HEM is composed of an electromagnetic sensor, laser altimeter, and a Differential Global Positioning System (DGPS). Simultaneously, the European Space Agency (ESA) ENVISAT ASAR WSM acquired images from the research area. The main objective of this thesis is to determine the relationship between the Synthetic Aperture Radar backscattering and the HEM’s sea-ice thickness measurements using data listed above. We used the computer programs: NEST®, MATLAB®, EXCEL®, ArcGIS® / ArcMap®, to process, analyze and select images, in order to determine the relationship between the backscattering and the quasi-time-coincident ice thickness measurements. We projected the flights trajectories on the images obtained on the same dates, extracting the pixels pertaining to the places where the sea-ice thicknesses were determined. We ascribed ice thickness values for each area covered by the pixel. A statistical analysis determined that the best ice thickness parameter within a pixel area is its mean. Linear regression is the best way to adjust the relationship between the pixel backscatter value and the sea-ice thickness contained within the pixel area. The Pearson linear correlation coefficient, resulting from parametric analysis, indicates a strong correlation (0.75) between backscatter and sea-ice thickness. However, the nonparametric Spearman analysis resulted in a low correlation coefficient (0.06), which may indicate that the analyzed data consist of two distinct populations (e.g., first-year and multi-year ice). However, the Kolmogorov-Smirnov nonparametric analysis brought up the possibility that we just have not sampled the entire population. This could explain the no existence of sea-ice thicknesses values on the interval from -9.21dB to -1.35dB, which could lead to the low correlation coefficient in the Spearman analysis. We applied the linear equation: =,+, to the images, separating them into twelve classes: one for water and eleven to sea-ice, the latter in one-meter thickness intervals. The results enabled the observation of important oceanographic features such as open water channels, pressure ridges, sea-ice decay, icebergs motion (as indicators of currents, tides and winds), glaciers discharge, iceberg calving from Larsen C ice shelf, wakes and oceanic eddies. Based on the foregoing, we can say that, statistically, our results are robust and significantly, with a confidence level from 95% to 99%. The proposed equation is a first step to inferring sea-ice thickness from SAR backscatter coefficients.

A classificação de imagens de satélite é muito utilizada para elaborar mapas de cobertura do solo. O objetivo principal deste trabalho consistiu no mapeamento automático da cobertura do solo no entorno da Usina de Lajeado (TO) utilizando-se o classificador SVM. Buscou-se avaliar a dimensão de áreas antropizadas presentes na represa e a acurácia da classificação gerada pelo algoritmo, que foi comparada com a acurácia da classificação obtida pelo tradicional classificador MAXVER. Esta dissertação apresentou sugestões de calibração do algoritmo SVM para a otimização do seu resultado. Verificou-se uma alta acurácia na classificação SVM, que mostrou o entorno da represa hidrelétrica em uma situação ambientalmente favorável. Os resultados obtidos pela classificação SVM foram similares aos obtidos pelo MAXVER, porém este último contextualizou espacialmente as classes de cobertura do solo com uma acurácia considerada um pouco menor. Apesar do bom estado de preservação ambiental apresentado, a represa deve ter seu entorno devidamente monitorado, pois foi diagnosticada uma grande quantidade de incêndios gerados pela população local, sendo que as ferramentas discutidas nesta dissertação auxiliam esta atividade de monitoramento. / Satellite Image Classification are very useful for building land cover maps. The aim of this study consists on an automatic land cover mapping in the domain area of Lajeados dam, at Tocantins state, using the SVM classifier. The aim of this work was to evaluate anthropic dimension areas near the dam and also to verify the algorithms classification accuracy, which was compared to the results of the standard ML (Maximum Likelihood) classifier. This work presents calibration suggestions to the SVM algorithm for optimizing its results. SVM classification presented high accuracy, suggesting a good environmental situation along Lajeados dam region. Classification results comparison between SVM and ML were quite similar, but SVMs spatial contextual mapping areas were slightly better. Although environmental situation of the study area was considered good, monitoring ecosystem is important because a significant quantity of burnt areas was noticed due to local communities activities. This fact emphasized the importance of the tools discussed in this work, which helps environmental monitoring.

A quase inacessibilidade de grandes partes do Oceano Austral torna o conhecimento da espessura do gelo marinho limitado. Esta informação é essencial para a determinação do balanço de massa deste componente da criosfera. Na transição do inverno para a primavera de 2006, uma equipe de pesquisadores, coletou uma série de perfis de espessura de gelo marinho no norte e noroeste do mar de Weddell. Eles estavam a bordo do navio de pesquisa alemão Polarstern do Alfred-Wegener-Institut, Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung (AWI) e utilizaram um sistema composto por um sensor eletromagnético, altímetro laser e um Sistema de Posicionamento Global Diferencial (DGPS) aerotransportado por helicóptero. Simultaneamente, a Agência Espacial Europeia (ESA), adquiriu imagens ENVISAT ASAR WSM da área de pesquisa. O objetivo principal desta tese é determinar a relação existente entre o retroespalhamento medido pelo Radar de Abertura Sintética e a espessura do gelo marinho obtida pelo HEM (Helicopter-borne ElectroMagnetic system) usando os dados citados acima. Utilizamos os programas de computador NEST®, MATLAB®, EXCEL®, ArcGIS®/ArcMAP®, para processar, analisar e selecionar as imagens, para determinar a relação entre o retroespalhamento e as medidas, quase-tempo-coincidentes, de espessura do gelo. Projetamos as trajetórias dos voos sobre as imagens obtidas nas mesmas datas e extraímos os pixels referentes aos locais onde foram medidas as espessuras de gelo marinho. Apropriamos os valores de espessura do gelo para a área de cada pixel sobre o qual se referiam. Uma análise estatística determinou que o parâmetro que melhor representa a espessura do gelo dentro da área do pixel é a média. A regressão linear é a melhor forma de ajuste das relações entre o valor de retroespalhamento do pixel e a espessura do gelo marinho contido na área deste pixel. O coeficiente de correlação linear de Pearson, resultante de análise paramétrica, indica uma forte correlação (0,75) entre retroespalhamento e espessura do gelo marinho. Porém, a análise não paramétrica de Spearman resultou em um coeficiente de correlação baixo (0,06) o que pode indicar que os dados analisados são compostos por duas populações distintas (e.g., gelo de primeiro ano e plurianual). Contudo, a análise não paramétrica de Kolmogorov-Smirnov aventa a possibilidade de que não tenhamos amostrado toda população. Esta seria a razão de não haver valores de espessuras relativas ao intervalo entre -9.21dB e -1.35dB, o que poderia induzir ao baixo valor do coeficiente de correlação na análise de Spearman. Aplicamos a equação linear: y=0,6345x+12,015 às imagens e pudemos separá-las em doze classes: uma para água e onze para gelo marinho, estas com intervalos de um metro. Isto possibilitou a observação de importantes feições oceanográficas como: canais de águas abertas; cristas de compressão, decaimento do gelo marinho, deslocamento de icebergs (como indicadores de correntes, marés e ventos), liberação de gelo por geleiras de maré, desprendimento de iceberg da plataforma de gelo Larsen C, esteiras de ondas e vórtices oceânicos. Com base no exposto, podemos afirmar que, estatisticamente, nossos resultados são robustos e significantes, com nível de confiança entre 95% e 99%. A equação que propomos é um primeiro passo para inferir-se a espessura do gelo marinho a partir de coeficientes de retroespalhamento SAR. / The almost inaccessibility of large parts of the Southern Ocean makes the knowledge on the sea-ice thickness limited. This information is essential for determining the mass balance of this cryosphere component. During the transition from winter to spring 2006, a researcher team performed several sea-ice thickness profiles in the north and northwest of the Weddell Sea. They were aboard the German research vessel Polarstern from the Alfred-Wegener-Institute, Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung (AWI) and utilizing for those measurements a Helicopter-borne Electromagnetic system (HEM). The HEM is composed of an electromagnetic sensor, laser altimeter, and a Differential Global Positioning System (DGPS). Simultaneously, the European Space Agency (ESA) ENVISAT ASAR WSM acquired images from the research area. The main objective of this thesis is to determine the relationship between the Synthetic Aperture Radar backscattering and the HEM’s sea-ice thickness measurements using data listed above. We used the computer programs: NEST®, MATLAB®, EXCEL®, ArcGIS® / ArcMap®, to process, analyze and select images, in order to determine the relationship between the backscattering and the quasi-time-coincident ice thickness measurements. We projected the flights trajectories on the images obtained on the same dates, extracting the pixels pertaining to the places where the sea-ice thicknesses were determined. We ascribed ice thickness values for each area covered by the pixel. A statistical analysis determined that the best ice thickness parameter within a pixel area is its mean. Linear regression is the best way to adjust the relationship between the pixel backscatter value and the sea-ice thickness contained within the pixel area. The Pearson linear correlation coefficient, resulting from parametric analysis, indicates a strong correlation (0.75) between backscatter and sea-ice thickness. However, the nonparametric Spearman analysis resulted in a low correlation coefficient (0.06), which may indicate that the analyzed data consist of two distinct populations (e.g., first-year and multi-year ice). However, the Kolmogorov-Smirnov nonparametric analysis brought up the possibility that we just have not sampled the entire population. This could explain the no existence of sea-ice thicknesses values on the interval from -9.21dB to -1.35dB, which could lead to the low correlation coefficient in the Spearman analysis. We applied the linear equation: =,+, to the images, separating them into twelve classes: one for water and eleven to sea-ice, the latter in one-meter thickness intervals. The results enabled the observation of important oceanographic features such as open water channels, pressure ridges, sea-ice decay, icebergs motion (as indicators of currents, tides and winds), glaciers discharge, iceberg calving from Larsen C ice shelf, wakes and oceanic eddies. Based on the foregoing, we can say that, statistically, our results are robust and significantly, with a confidence level from 95% to 99%. The proposed equation is a first step to inferring sea-ice thickness from SAR backscatter coefficients.

Submitted by Rafael Santana (rafael.silvasantana@ufpe.br) on 2017-04-26T19:32:19Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Tese_B_Macena_Full_Tubaleia_oficial_FINAL_BIB.pdf: 3006322 bytes, checksum: 3a1ffaf6152b8966edc8c3989913e65f (MD5) / Made available in DSpace on 2017-04-26T19:32:19Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Tese_B_Macena_Full_Tubaleia_oficial_FINAL_BIB.pdf: 3006322 bytes, checksum: 3a1ffaf6152b8966edc8c3989913e65f (MD5) Previous issue date: 2016-12-01 / CNPQ / Compreender detalhadamente a história de vida do tubarão-baleia é fundamental para assegurar a sua conservação. No entanto, apesar da espécie possuir distribuição circumglobal e ser relativamente bem estudada entre os elasmobrânquios, ainda existe uma grande escassez de informações relacionadas a muitos dos seus aspectos ecológicos e biológicos em todo o mundo, principalmente no que diz respeito aos seus movimentos migratórios e ciclo reprodutivo. No Oceano Atlântico, particularmente, a espécie vem sendo investigada majoritariamente no Golfo do México/ Mar do Caribe, permanecendo uma grande lacuna para o restante dessa bacia oceânica. O presente estudo representa a primeira iniciativa de investigação da distribuição espacial do tubarão-baleia em escala oceânica no sudoeste do Atlântico baseada em registros de ocorrências na costa do Brasil, além de ter sido o primeiro trabalho também sobre o rastreamento de tubarões-baleia na região equatorial. Com o objetivo de complementar o conhecimento acerca da distribuição geográfica e movimentação do tubarão-baleia nas regiões sudoeste e equatorial do oceano Atlântico, foram empregadas técnicas modernas de modelagem ecológica e rastreamento via satélite, além da utilização do método tradicional de censo visual para identificação de aspectos populacionais no Arquipélago de São Pedro e São Paulo (ASPSP). Primeiramente, foram realizadas predições referentes à distribuição espacial de habitats adequados para alimentação e inferências sobre a influência de variáveis ambientais específicas para ocorrência do tubarão-baleia na costa do Brasil/ sudoeste do oceano Atlântico. Em seguida, a sazonalidade, a abundância relativa e a estrutura populacional dos tubarões-baleia que visitam o ASPSP foram investigadas, incluindo inferências acerca da importância de ecossistemas insulares oceânicos para a parcela madura da espécie. Por fim, na terceira parte da Tese, os deslocamentos horizontais e verticais de tubarões-baleia marcados com transmissores via satélite no ASPSP foram descritos e o comportamento de mergulho avaliado com relação a fatores biofísicos e ambientais específicos. Os resultados obtidos no presente estudo são relevantes não somente para a conservação do tubarão-baleia, mas para o ecossistema marinho na costa do Brasil, de uma forma geral, posto que o mapeamento de habitats ideais para alimentação da espécie também serve para identificar áreas ecologicamente importantes para outras espécies. Ademais, a identificação do ASPSP como uma área importante para a parcela adulta dos tubarões-baleia ressalta sua importância ecológica no ciclo de vida da espécie, destacando a necessidade de se envidar maiores esforços para a conservação do local. / Understanding the life history of the whale shark is fundamental to assure its conservation. However, in spite of the circumglobal distribution of the species and the fact that it is relatively well studied among elasmobranchs, there is still a serious lack of information concerning its biology in the entire world, mainly regarding its migratory movements and reproductive cycle. In the Atlantic Ocean, particularly, the whale sharks have been predominantly studied in the Gulf of Mexico/Caribbean Sea, with a big gap still remaining for the rest of this ocean basin. Aiming to help to fill this gap on geographical distribution and movement patterns of whale sharks in the Equatorial and Southwest Atlantic regions, modern techniques of ecological modelling and satellite tracking were used, in addition to the use of scientific traditional method of visual census to describe the population aspects of the species in the archipelago of São Pedro and São Paulo (ASPSP). Firstly, geographical predictions of suitable habitats for whale shark feeding and inferences of the influence of specific environmental variables on the occurrence distribution in the Brazilian coast/southwestern Atlantic Ocean were conducted to describe the potential spatial distribution of the species. Then, the seasonality of occurrence, relative abundance and population structure of the whale sharks visiting the ASPSP were investigated, including a discussion regarding the importance of the insular oceanic ecosystems to the mature portion of the species. Finally, in the third part of the thesis, the horizontal and vertical displacements of whale sharks satellite tagged off ASPSP were described and the diving behavior assessed in relation to specific biophysical and environmental factors. The present study represents the first oceanic-scale spatial distribution investigation effort in the southwest Atlantic on whale shark presence records from the Brazilian coast, besides of being the first study using satellite tracking on the species in the equatorial Atlantic as well. The results presented here are of great relevance not only for the whale shark conservation but also for the Brazilian marine ecosystem, as the mapping of suitable feeding habitats could contribute to the identification of areas of ecological importance to other marine species. Moreover, the identification of the ASPSP as an important area for the mature part of whale shark populations highlights its ecological relevance on the species life cycle, emphasizing the need of increasing the conservation efforts in this habitat.

Submitted by Cláudia Bueno (claudiamoura18@gmail.com) on 2016-06-02T17:11:39Z No. of bitstreams: 2 Dissertação - Déborah Lídya Alves Sales - 2016.pdf: 2080595 bytes, checksum: 8e8ea7a4a6459b955d318cfa8219c08a (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Approved for entry into archive by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2016-06-03T12:18:31Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Dissertação - Déborah Lídya Alves Sales - 2016.pdf: 2080595 bytes, checksum: 8e8ea7a4a6459b955d318cfa8219c08a (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-06-03T12:18:31Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Dissertação - Déborah Lídya Alves Sales - 2016.pdf: 2080595 bytes, checksum: 8e8ea7a4a6459b955d318cfa8219c08a (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Previous issue date: 2016-03-02 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / The production of industrial tomato has stood out in the Brazilian agribusiness scenario. In the Cerrado region, production occurs in the dry season (May to October), in large irrigated areas, mainly by central pivot (irrigation system accounts for about 90% of the industrial tomato production area). Although the production is considered hi-tech, the sector is still very lacking in technical and scientific information to assist the crop reaches potential productivity and quality in the region. Proof of this is the low average yield obtained (80 t/ha) compared to major producing regions in the world (Spain, United States, mainly), which feature double that productivity. One of the required information is the water requirement of tomato hybrids on local growing conditions. The refinement of this information can contribute to a better design of irrigation projects, as well as better water management throughout the cycle, and the better management of water resources. However, traditional methods of research, in this area, require the use of evapotranspirometers, which are expensive and require occasional and data acquisition systems, which complicates their use. More, remote sensing techniques have been applied effectively, already tested in other regions and have been quite promising. This study aimed to estimate the current crop evapotranspiration (ET) two tomato hybrid for industrial processing, N901 and H1308, and their respective crop coefficients (Kc) by the energy balance model SAFER (Simple Algorithm for Evapotranspiration Retrieving) is using images from Landsat 8 OLI / TIRS in orbit 221/72 and 222/71, and compared to traditional micrometeorological method using reference evapotranspiration (ETo Penman-Monteith), with Kcs recommended by FAO 56 and Embrapa. The study was conducted at Fazenda head of Piracanjuba in the municipality of Silvânia-GO, in the period from May to August 2015, in clay soil with conventional tillage. In addition, the leaf water potential (weekly) and the water content in the soil water balance by the dynamic site was monitored. The water potential in leaf and soil moisture show that no water deficit throughout the 122-day cycle. The results showed also that the culture accumulated total evapotranspiration of 351.97, 340.97 and 356.24 mm, by FAO 56, EMBRAPA and SAFER methods, respectively. The Kcs estimated by SAFER method showed a significant correlation with the methods FAO 56 and Embrapa (FAO 56, R ² = 0.98; Embrapa, R² = 0.95).A ETa estimated by SAFER method showed a significant correlation with micrometeorological methods (FAO 56, R2 = 0.97 and EMBRAPA, R2 = 0.97). Therefore, Safer can be used to estimate the tomato ETa in the Cerrado region. / A produção de tomate industrial vem se destacando no cenário agroindustrial brasileiro. Na região do Cerrado, a produção ocorre no período seco do ano (maio a outubro), em grandes áreas irrigadas, principalmente por pivô central (sistema de irrigação responsável por cerca de 90% da área de produção de tomate industrial). Apesar da produção ser considerada tecnificada, o setor ainda é muito carente de informações técnico-científicas que auxiliem a cultura atingir o potencial de produtividade e qualidade na região. A prova disso é a baixa produtividade média atual (80 t/ha) em comparação a importantes regiões produtoras no mundo (Espanha e Estados Unidos, principalmente), que apresentam o dobro desta produtividade. Uma das informações fundamentais é a necessidade hídrica dos híbridos de tomateiro nas condições locais de cultivo. O refinamento desta informação pode auxiliar no melhor dimensionamento de projetos de irrigação, assim como no melhor manejo da água ao longo do ciclo, e pela melhor gestão dos recursos hídricos. Entretanto, os métodos tradicionais de pesquisa nesta área requerem o uso de evapotranspirômetros que são onerosos e pontuais e necessitam de sistemas de aquisição de dados, o que dificulta sua utilização. Mas, técnicas de sensoriamento remoto vêm sendo aplicadas com eficiência, já testadas em outras regiões e tem se mostrado bem promissoras. Assim, este estudo teve o objetivo de estimar a evapotranspiração atual da cultura (ETa) de dois híbridos de tomateiro para o processamento industrial, N901 e H1308, e os seus respectivos coeficientes de cultura (Kc) pelo modelo de balanço de energia SAFER (Simple Algorithm for Evapotranspiration Retrieving) utilizando imagens do satélite Landsat 8 OLI/TIRS, na órbita 221/72 e 222/71, e comparação com tradicional método micrometeorológico utilizando evapotranspiração de referência (ETo Penman-Monteith), com os Kcs recomendados pela FAO 56 e EMBRAPA. O estudo foi realizado na Fazenda cabeceira do Piracanjuba, no município de Silvânia-GO, no período de maio a agosto de 2015, em solo argiloso com preparo convencional. Além disso, foi monitorado o potencial de água na folha (semanalmente) e o conteúdo de água no solo pelo balanço hídrico dinâmico local. O potencial de água na folha e a umidade do solo revelaram que não ocorreu déficit hídrico ao longo do ciclo de 122 dias. Os resultados mostraram, ainda, que a cultura acumulou uma evapotranspiração total de 351,97, 340,97 e 356,26 mm pelos métodos FAO 56, EMBRAPA e SAFER, respectivamente. Os Kcs estimado pelo método do SAFER apresentou significante correlação com os métodos FAO 56 e Embrapa (FAO 56, R² = 0,98; Embrapa, R² = 0,95). A ETa estimada pelo método do SAFER apresentou significante correlação com os métodos micrometeorológicos (FAO 56, R2 = 0,97; Embrapa, R2 = 0,97), podendo este ser utilizado para estimativa da ETa do tomateiro na região.

Ainda que o conhecimento sobre a flora e a ecologia do cerrado tenha sido consideravelmente ampliado nas últimas décadas, persistem dificuldades relacionadas com a caracterização estrutural das fitofisionomias e pouco se sabe sobre as transformações fisionômicas que ocorrem nesta vegetação ao longo do tempo em áreas protegidas. Adicionalmente, mediante as mudanças climáticas, surgiu a demanda de quantificação de fitomassa e estoque de carbono em formações vegetais, entre os quais o cerrado. Os objetivos deste estudo foram: a) verificar se a classificação fisionômica de três fisionomias de cerrado reflete diferenças florísticas e estruturais; b) caracterizar a dinâmica espaço-temporal das fisionomias de cerrado; c) quantificar a fitomassa dessa vegetação e sua contribuição para estoque de carbono; d) avaliar a aplicabilidade de dados de sensoriamento remoto para estimar a fitomassa do cerrado. A pesquisa foi desenvolvida na Estação Ecológica de Assis (EEcA) localizada no estado de São Paulo. O cerrado típico, cerrado denso e cerradão foram caracterizados florística e estruturalmente e comparados para verificar se podem ser considerados distintos. Foram alocadas 30 parcelas de 20 x 50 m, sendo 10 parcelas para cada um dos tipos fisionômicos. Os indivíduos de espécies lenhosas com DAP \'> OU =\' 5 cm foram identificados e medidos. As fisionomias mostraram-se estruturalmente distintas, em classes de densidade, área basal e altura média das árvores e o melhor descritor para classificá-las, por ser pouco variável com o critério de inclusão, é a área basal (\'M POT.2\'/ha). Floristicamente, há diferenças apenas entre o cerradão e as fisionomias savânicas. Analisou-se a dinâmica espaço-temporal das fisionomias de cerrado, ao longo de 44 anos, com base em aerofotos (1962, 1984 e 1994) e imagens QuickBird (2006). Após a criação da unidade de conservação e devido à suspensão das atividades antrópicas (fogo e agropecuária), tem ocorrido um adensamento da vegetação, em que áreas de campo foram ocupadas por fisionomias de maior fitomassa, o cerradão correspondendo, em 2006, 91,43% da EEcA. Analisou-se, em particular, a oscilação na área ocupada por uma espécie invasora de samambaia (Pteridium arachnoideum). As imagens de 1994 e 2006 mostram que espécies arbóreas estão aumentando em densidade e cobertura em meio às manchas de samambaias e, em campo, constatou-se que a fitomassa das samambaias está diminuindo consideravelmente sob as copas das árvores. A fitomassa do cerrado stricto sensu e cerradão da EEcA foi estimada por meio de equações alométricas. Utilizaram-se parcelas de 20 x 40 m, sendo 20 parcelas para cada fitofisionomia. Utilizou-se regressão robusta com reamostragem Bootstrap para explorar as relações entre a fitomassa aérea do cerrado e as imagens do QuickBird e TM/Landsat, índices espectrais de vegetação (IV), componentes principais (CP), modelo linear de mistura espectral (MLME). Na EEcA, os valores médios de fitomassa aérea (23,22 Mg/ha) e total (28,88 Mg/ha) do cerrado stricto sensu foram próximos aos descritos na literatura para o cerrado do Brasil Central e os valores médios de fitomassa aérea (98,18 Mg/ha) e total (118,36 Mg/ha) do cerradão aproximaramse aos descritos para florestas estacionais. As bandas espectrais dos sensores QuickBird e TM apresentaram correlações fracas a moderadas com a fitomassa aérea de cerrado. As transformações espectrais (IV e CP) melhoram, em geral, a predição da fitomassa aérea de cerrado, contudo as correlações se mantiveram entre fracas e moderadas. / Even though knowledge on the ecology and flora of cerrado vegetation has considerably improved in recent years, gaps are still remaining on structural differentiation of the cerrado physiognomies and few is known about cerrado vegetation dynamics after protection from human pressure. In addition, before the climate changes, phytomass and carbon storage quantification has been a new challenge for different vegetation types, including the cerrado physiognomies. The present study was carried out with the aim of a) to characterize three cerrado physiognomies to verify if they are structurally and floristically distinct; b) to analyze the vegetation dynamics in time and space, to verify if the vegetation is undergoing a sucessional process, whose structural climax will be a forest physiognomy; c) to quantify phytomass in different physiognomies and their contribution to carbon stock; and d) to assess the application of remote sensing techniques to estimate the cerrado phytomass in large scale. This study was carried out at Assis Ecological Station (EEcA), located in the southwestern São Paulo state, Brazil. This protected area preserves one of the few brazilian cerrado (savanna) biome remnants in the State. Three distinct physiognomic types of cerrado (typical cerrado, dense cerrado and woodland cerrado) were floristically and structurally characterized and submitted to comparative analyses to verify if they can, or not, be considered as separate vegetation types within the cerrado gradient. Thirty permanent plots (20 x 50 m each) were set, ten in every cerrado type, and all woody individuals with DBH \'> OR =\' 5 cm were measured and identified. The three types of cerrado under comparison are structurally distinct in terms of density, medium height and basal area (\'M POT.2/ha), the last being considered as the best and more precise descriptor to classify the physiognomies of the cerrado vegetation. The woodland cerrado is also distinct by its flora, but the two open physiognomies (dense cerrado and cerrado stricto sensu) are floristically very similar. The dynamics of the vegetation types along 44 years in the studied area was analyzed by using aerial photographs (1962, 1984 and 1994) and QuickBird images (2006). After protection from human pressures (fire and agriculture), the woody vegetation density and phytomass has continuously increased, with open physiognomies tending to disappear and woodland cerrado replacing them. Surprisingly, the area covered by the invasive fern Pteridium arachnoideum has also decreased, replaced by sparse or clustered trees. The cerrado phytomass was estimated by allometric equations. Forty plots (20 x 40 m each) were used, twenty in every cerrado type - cerrado stricto sensu and woodland cerrado. Robust Regression and Bootstrap methods were used to explore relationships between aboveground cerrado phytomass and remote sensing data of QuickBird and Landsat Thematic Mapper (TM) sensors (spectral bands, vegetation index - VI, principal components - PC, linear spectral mixture model LSMM). Valors of medium phytomass obtained for the cerrado stricto sensu at Assis Ecological Station were close to those described in the literature for Central Brazilian cerrado. The valors of medium phytomass of the woodland cerrado were close to those described for seasonal forests. Spectral bands of QuickBird and TM sensors presented weak to moderate correlations with the aboveground cerrado phytomass. In general, spectral transformations (VI and PC) improved the prediction of the cerrado phytomass, however the correlation remained from weak to moderate.

Nos centros urbanos, as precipitações sempre estiveram ligadas a problemas como inundações e propagação de doenças. Para solucioná-los, é comum a realização de obras hidráulicas nos sistemas de drenagem urbanos. Para tanto, deve-se conhecer as condições da bacia hidrográfica e as consequências que qualquer alteração no ambiente pode causar. Portanto, modelos hidrológicos são utilizados na previsão do comportamento das bacias frente a eventos de precipitação, aumentando a eficácia das obras e diminuindo os riscos associados a estas. Para o uso de modelos, são necessários diversos parâmetros hidrológicos referentes à bacia, tais como área de drenagem, comprimento e declividade dos talvegues, tipo de cobertura de solo etc. Com o avanço da tecnologia, a determinação destes torna-se cada vez mais precisa, bem como os modelos utilizados, trazendo o Sistema de Informações Geográficas (SIG) e o sensoriamento remoto como poderosas ferramentas de apoio a estudos hidrológicos. Neste trabalho, aplicou-se o processo de classificação automática supervisionada pelo método da Análise Orientada a Objeto a uma imagem de satélite de alta resolução da bacia hidrográfica do córrego do Gregório, para caracterizar sua cobertura de solo e determinar os parâmetros hidrológicos número de deflúvio (CN, pelo método do SCS), grau de vegetação (PP), área (A), comprimento (L) e declividades dos talvegues (S) das sub-bacias que compõem a bacia, para as quais os resultados obtidos foram bastante satisfatórios. Por fim, atualizou-se o modelo hidrológico EESC (1993), referente ao sistema de macrodrenagem de São Carlos, obtendo-se hidrogramas finais com diferenças, em relação ao modelo original, de até 33,96% para vazão de pico (Qp), 77,78% para tempo de pico (tp) e 29,86% para volume total de escoamento. / In urban centers, precipitation always been related to problems such as floods and spread of disease. To solve them, it is common to make hydraulic interventions in the urban drainage systems. For this, it is necessary to know the conditions of the watershed and the consequences that any change in the environment can cause. Therefore, hydrological models are used to predict the river behavior in opposite to precipitation events, increasing the efficiency of the hydraulic interventions and reducing the associated risks to these. For the use of models, it is necessary to have several hydrological parameters related to the basin such as drainage area, river length, slope of the thalweg, type of soil cover etc. Trough the technological advancement, the parameter determination becomes more accurate as well as the models, and the Geographic Information System (GIS) and remote sensing appear as powerful tools to support hydrological studies. In this study, we have applied the automatic supervised classification process by the Object-Oriented Analysis method to a high resolution satellite image of the córrego do Gregório watershed, to classify soil coverage and to determine the hydrological parameters curve-number (CN by the SCS method), vegetation degree (PP), area (A), length (L), and slope of thalwegs (S) of the sub-basins of the córrego do Gregório watershed, for which the results were quite satisfactory. Finally, a hydrological model for the São Carlos macrodrainage system called EESC model (1993) was updated with the new parameters, obtaining final hydrographs with differences from the original model up to 33.96% for peak discharge (Qp), 77.78% for peak time (tp) and 29.86% for total volume of runoff.

Fundação de Amparo a Pesquisa no Estado do Rio Grande do Sul / This work presents a methodological proposal to study the place concept through satellite images. With this proposal, the concepts of existence place for students and teachers and the relationship of the existence place and their insert in the geographical space were tried to be emphasized. This work was developed with the fourth series students and their teachers of Pinheiro Machado Fundamental Teaching School, located in the west area of Santa Maria municipal district in Rio Grande do Sul State. Like this, it was developed a didactic proposal composed of seven stages: diagnosis and questionnaires to the students concerning about their life place; use of CBERS 2 satellite image of Santa Maria (analogical); field work in the Neighborhood with use of CBERS 2 image of Santa Maria (analogical); comparison of part of Pinheiro Machado Park neighborhood between the field work and the IKONOS II satellite image (analogical); comparison among the images CBERS 2 of Santa Maria; comparison among the images CBERS 2 of São Paulo and Rio Branco cities, located respectively in São Paulo and Acre States; Axion 3D World Atlas utilization and questionnaires applications to the students and teachers. The obtained informations proved that the existence place for the students is the house, endowed with different meanings. Because the students had difficulties in the exercises regarding this theme, the understanding of the relationship of the existence place with others (insertion in the geographical space), it is already in a certain committed way. In the life place, the students represented the elements that are part of their day by day lives according to their understanding. It was verified that the students motivated themselves while using the satellite images and this favored the understanding and the recognition of the existence place. It can be inferred in that way that the activities at the existence place developed with larger efficiency. Teachers have presented some limitation about satellite images uses; however they are interested in using these resources in the fundamental teaching, opening possibilities for a larger integration between the remote sensing and the teaching processes. / Este trabalho apresenta uma proposta metodológica para se estudar o conceito de lugar por meio das imagens de satélite. Por meio dessa proposta procurou-se ressaltar o conceito de lugar de vivência para alunos e professores e a relação do lugar de vivência e sua inserção no espaço geográfico. Este trabalho foi desenvolvido com os alunos das quartas séries da escola de ensino fundamental Pinheiro Machado, localizada na zona oeste do município de Santa Maria/RS e os professores que trabalham com estes alunos. Assim, foi desenvolvida uma proposta didática composta de sete etapas: diagnóstico e questionários aos alunos acerca de seu lugar de vida, emprego da imagem CBERS 2 de Santa Maria/RS (analógica), trabalho de campo no Bairro com utilização da imagem CBERS 2 de Santa Maria/RS (analógica), comparação do trabalho de campo em relação a imagem IKONOS II (analógica) de parte do bairro Parque Pinheiro Machado, comparação entre as imagens CBERS 2 de Santa Maria/RS, São Paulo/SP e Rio Branco/AC, utilização do Axion 3D World Atlas e aplicação de questionários aos alunos e professores. De posse das informações obtidas constatou-se que o lugar de vivência para os alunos é a casa, dotada de distintos significados. Já, o entendimento da relação do lugar de vivência com outros lugares (inserção no espaço geográfico), está de certa forma comprometida, pois os alunos tiveram dificuldades nos exercícios referentes a esta temática. No lugar de vida, os alunos representaram os elementos que fazem parte do seu cotidiano conforme o seu entendimento. Constatou-se que os alunos se motivaram ao utilizar as imagens de satélite e que isto favoreceu a compreensão e o reconhecimento do lugar de vivência. Infere-se dessa forma que as atividades sobre o lugar de vivência se desenvolveram com maior eficiência. Quanto aos professores, estes apresentam algumas limitações quanto ao uso das imagens de satélite, porém possuem interesse em usar estes recursos no ensino fundamental, abrindo possibilidades para uma maior integração do uso do sensoriamento remoto com os processos de ensino.