Orientador: Juércio Tavares de Mattos / Banca: Jairo Roberto Jiménez-Rueda / Banca: Carlos de Almeida Nóbrega / Banca: Oswaldo Augusto Filho / Banca: Archimedes Perez Filho / Resumo: O crescimento e adensamento populacionais fazem com que sejam explorados cada vez mais recursos naturais e disponibilizada uma maior infra-estrutura para viabilizar este mesmo desenvolvimento. Necessita-se de mais áreas para implantação de rodovias, aterros sanitários, dutovias, loteamentos, entre outras obras e usos. Sendo assim os profissionais da geologia de engenharia encontram-se frente aos desafios de avaliar áreas, suas condicionantes e limitações para a implantação destas obras e usos. O presente trabalho tem o objetivo de sistematizar um conjunto de procedimentos e técnicas que possibilitem alcançar dados e informações necessárias e úteis ao planejamento destas obras e usos. Na primeira etapa de fotointerpretação são usadas imagens do ETM+/Landsat-7, segundo o mapeamento geoambiental, para a obtenção das unidades geoambientais e suas características, da morfoestrutura e do fraturamento da área (traços de juntas e lineamentos estruturais). A segunda etapa consiste em visitar em campo as unidades geoambientais, a fim de se realizar ensaios expeditos de física de solos e mecânica de rochas, além de se coletar amostras indeformadas e deformadas para análises em laboratório. A terceira etapa consiste em ensaiar as amostras coletadas em campo segundo os métodos tradicionais da mecânica de solos, a fim de se caracterizar o material. As informações obtidas nessas três fases, quando reunidas, processadas ou integradas, geram importantes subsídios aos planejadores de obras de infra-estrutura. Os resultados denotam que o procedimento adotado possui repetitividade e reprodutibilidade, além de alta confiabilidade, rapidez e baixo custo relativo, mostrando-se adequados ao planejamento e definição de obras de infra-estrutura. / Abstract: The population growth made the explored natural resources more and more a larger infrastructure to make possible this same development. More areas are needed for highways implantation, sanitary embankments, pipes, divisions into lots, between other workmanships and uses. Being the geotechnical professionals is like this front to the challenges of evaluating areas, its limitations for the implantation workmanships and uses. The the objective of the present work is systematizing a group of techniques that result in necessary and useful information to the planning workmanships and uses. To test this procedure the area it was adopted understood among parallel 22º15þS to 22º30þS and the meridians 46º45þW to 47º00þW. This is the area on the topographical map IBGE 1:50.000 Moji-Guaçu. The procedure consists of fotointerpretation of images ETM+/Landsat-7, according to the geoenvironment mapping, to obtaining the geoenvironmental units and its characteristics, the morfostructure map and the fractures map (lines of strikes and structural lineaments). The information of land use and land cover is obtained starting from the semiautomatic mapping of the images ETM+/Landsat-7. Those information, when gathered, processed or integrated, it generate important subsidies to the planners of infrastructure works. The results denotes that the adopted procedure can be repeated and reproduced, besides high reliability, speed and low relative cost, being shown appropriate to the planning and definition infrastructure workmanships and uses. / Doutor

Orientador: Paulo Milton Barbosa Landim / Banca: Sergio dos Anjos Ferreira Pinto / Banca: Célia Regina Lopes Zimback / Banca: Roberto Wagner Lourenço / Banca: Rosângela de Oliveira Colabone / Resumo: Esta pesquisa apresenta uma análise qualitativa da densidade e da intensidade da atividade fotossintética da vegetação com possíveis consequências no fluxo de carbono na região da Floresta Estadual "Edmundo Navarro de Andrade" (FEENA), por meio da variação do Índice de Vegetação por Diferença Normalizada (NDVI). A FEENA é uma Unidade de Conservação e tem sua maior parte contida na área do município de Rio Claro. A cidade de Rio Claro está localizada no Centro-Leste do Estado de São Paulo, entre as coordenadas 22°05' de Latitude Sul e 47°55' de Longitude Oeste de Greenwich. Na análise, foram utilizadas imagens do sensor TM Landsat 5 de 1985 a 2011 e dados de temperatura e pluviosidade no mesmo período nessa região. A análise levou em consideração medidas da Estatística Descritiva de tendência central e de dispersão do NDVI e das variáveis meteorológicas, além de curvas de tendência e correlação. Foram utilizados, como ferramentas, Sistemas de Informações Geográficas (SIG), e planilhas eletrônicas. As médias da série temporal do NDVI da FEENA apresentaram amplitude total 0,05 e média geral 0,67. Esses valores indicam que a Floresta manteve nesse período alta densidade e alta intensidade da atividade fotossintética de sua vegetação. Em função disso, pode-se sugerir que ocorreu variação positiva do sequestro de carbono da atmosfera na região. Nesse período a temperatura e a pluviosidade apresentaram comportamento similar em todos os anos. No entanto, não há correlação linear entre a temperatura e o NDVI, tão pouco entre a pluviosidade e o NDVI da FEENA / Abstract: This research presents a qualitative analysis of the density and intensity of vegetation photosynthetic activity with possible consequences on carbon flux in the region of the State Forest "Edmundo Navarro de Andrade" (FEENA), through the variation of the Normalized Difference Vegetation Index (NDVI). Most of the FEENA, which is a Conservation Until, is located in the area of the municipality of Rio Claro. The city of Rio Claro is located in the Center-East of the State of São Paulo, between the coordinates 22° 05 ' South Latitude and 47° 55 ' Longitude West of Greenwich. In the analysis, images from Landsat 5 TM sensor from 1985 to 2011 and temperature and pluviosity data for the same period in this region were used. The analysis took into account Descriptive Statistics measures of central tendency and dispersion of NDVI and weather variables, besides correlation and trend curves. Geographical Information Systems (GIS) and spreadsheets were used as tools. The average of time series NDVI of FEENA showed full range 0.05 and overall average 0.67. These values indicate that high density and high intensity of photosynthetic activity of forest vegetation were stable during this period. Because of this, it can be suggested that increase of carbon sequestration from the atmosphere in the region occurred. In this period, temperature and pluviosity showed similar behavior presenting yearly. However, there is no linear correlation between the temperature and the NDVI and none between the pluviosity and NDVI of the FEENA / Doutor

Orientador: Joel Carneiro de Castro / Banca: Gilmar Vital Bueno / Banca: Sergio Henrique Sousa Almeida / Banca: Yociteru Hasui / Banca: Adilson Viana Soares Jr. / Resumo: Na parte continental desenvolveu-se um estudo para o reconhecimento estrutural, tectônico e geomorfológico, por meio de sensoriamento remoto, com o intuito de identificar as feições lineares transversais que se projetam para a porção norte da Bacia de Santos. Para isso, utilizou-se imagem de satélite SRTM 90 para mapear os principais lineamentos tectônicos, onde foram extraídas aproximadamente 5600 feições lineares no continente. A imagem permitiu a identificação dos lineamentos tectônicos transversais (NW-SE e NNW-SSE) que interceptam as principais estruturas pré-cambrianas (NE-SW). Esses lineamentos transversais foram selecionados e classificados em 47 conjuntos principais de lineamentos e o critério para essa seleção foi verificar o padrão de segmentos contínuos das feições lineares. Esses conjuntos foram objeto de estudo para a interpretação de dados de subsuperfície (geofísicos). Na porção norte da Bacia de Santos foram interpretadas 25 seções sísmicas 2D, 12 dados de poços, assim como dados aeromagnetométricos e gravimétricos, fornecido BDEP-ANP. Por meio da análise nas seções sísmicas com a localização das feições transversais (NW-SE e NNW-SSW) observadas nos mapas estruturais e métodos potenciais, mostram que algumas falhas interpretadas apresentam estrutura-em-flor, ocorrência de inversão do rejeito com a profundidade, mudanças abruptas na espessura ou mesmo o desaparecimento dos refletores ao longo da seção sísmica, que são características de falhas de movimentação laterais. E provavelmente estão associados a falhas de transferência. A integração desses dados em ambiente SIG e tridimensional permitiu identificar seis conjuntos de falha de transferência que foram nomeados de FT-1, FT-2, FT-3, FT-4, FT-5 e FT-6. Esses resultados de subsuperfície foram integrados com aqueles obtidos nas interpretações do continente... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: In the continental area has developed a research for the structural, tectonic and geomorphological recognition, through remote sensing, intending to identify linear features transverse that has a projection for the northern portion of the Santos Basin.. For this, used image satellite SRTM 90m to map the main tectonic lineaments, which were extracted from approximately 5600 linear features on the continent. The image allowed the identification of transverse tectonic lineaments (NW-SE and NNW-SSE) that intersect the main structures of pre-cambrian (NE-SW). These lineaments transverse were selected and classified into 47 segments and criterion for this selection was check the pattern of continuous segments of the linear features. These sets have been object of studied for the interpretation of subsurface data (geophysical). In the northern portion of the Santos Basin were interpreted 25 seismic sections, 12 well data and potential methods data (aeromagnetometric and gravimetric), provided by BDEP-ANP. Through the seismic sections analysis with the location of the features transverse (NW-SE and NNE-SSW) observed in the structural maps and potential methods, demonstrate that some fault interpreted to show flower structures, displacement inversion in depth (inverse at the base and normal at the top), sudden changes of thickness or even disappearance of reflectors, that are characteristic of transcurrent faults. And probably are associated with transfer faults. The integration of these data in GIS and three-dimensional environment allowed identified 6 transfer faults (TF) that were named of TF-1, TF-2, TF-3, TF-4, TF-5 and TF-6. These results of subsurface were integrated with those obtained in the interpretations of the continent by remote sensing, in a GIS environment and threedimensional. The integration allowed observe that the main lineaments interpreted on the continent only... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor

Orientador: Sérgio Campos / Coorientador: Zacarias Xavier de Barros / Banca: Ellen Fittipaldi Brasilio Carrega / Banca: Fernanda Leite Ribeiro / Resumo: Nas últimas décadas, tem aumentado a preocupação a respeito dos recursos naturais, buscando-se a aplicação de práticas conservacionistas e recuperação de áreas degradadas no passado. Assim, o presente estudo tem o objetivo de aplicar técnicas de geomática e geoprocessamento na caracterização conservacionista da bacia hidrográfica do rio Araquazinho - São Manuel (SP) através do Sistema de Informação Geográfica - IDRISI Selva, visando à preservação, racionalização do seu uso e recuperação ambiental, de acordo com o Código Florestal Brasileiro (Lei nº 12.727/2012). A bacia hidrográfica do rio Araquazinho apresenta uma área de 6.2803,07 hectares e está localizada geograficamente entre os paralelos 22º 33' a 22º 42' de latitude Sul e os meridianos 48º 27' a 48º 34' de longitude W Gr. As cartas planialtimétricas de São Manuel (SP) (IBGE, 1973) e Barra Bonita (SP) (IBGE, 1974), ambas em escala 1:50000, foram utilizadas para extrair as curvas de nível, a hidrografia e os divisores de água. O software SIG - IDRISI Selva foi utilizado na caracterização ambiental da área, com o mapeamento do uso do solo, e na determinação dos parâmetros morfométricos, que resultaram na caracterização física da bacia. Como resultados, segundo o Código Florestal, a área da bacia apresenta apenas 10,77% com vegetação natural, sendo que o mínimo que deve ser destinado para Reserva Legal é 20% da área total. A área de preservação permanente (303,22ha) vem sendo ocupada inadequadamente com cana-de-açúcar em aproximadamente um terço dessa área. O estudo da morfometria da bacia permitiu concluir que a área é suscetível à erosão devido à sua forma circular, porém que a velocidade do escoamento da água acaba sendo reduzida graças ao relevo plano e aos bons solos que compõem a área, aumentando assim a drenagem desta. Segundo o coeficiente de ... / Abstract: In the last few years, the concern about natural resources has increased, seeking the application of conservation practices and the recovery of previously degraded areas. This study aims to apply techniques of geomatics and GIS in conservationist characterization in the watershed of rio Araquazinho - São Manuel (SP), using the Geographic Information System - IDRISI Selva, looking for preservation, a correct use and environmental restoration, according to the Brazilian Forest Code (Law nº 12,727/2012). The watershed of rio Araquazinho has an area of 6.2803,07 hectares and is located geographically between parallels 22º 33 'to 22º 42' South latitude and meridians 48º 27 'to 48º 34' W longitude Gr. The planialtimetrics charts of São Manuel (SP) (IBGE, 1973) and Barra Bonita (SP) (IBGE, 1974), both in scale 1: 50000, were used to extract the contour lines, hydrography and limits of the area. The software GIS - IDRISI Selva was used in the environmental characterization of the area, to map the land use, and to determinate the morphometric parameters, which resulted in the physical characterization of the watershed. The watershed has only 10.77% of natural vegetation... / Mestre

Conhecer a resposta da cultura do algodoeiro (Gossypium hirsutum L var. latifolium Hutch) à variabilidade espacial de atributos físicos e químicos do solo e seu comportamento espectral mediante doses variadas de fertilizantes pode ajudar a estabelecer estratégias de manejo do solo e da cultura, com melhor uso de corretivos e fertilizantes. Dentro deste contexto, este trabalho foi desenvolvido para: a) estudar a variabilidade espacial da fertilidade do solo, estado nutricional, população de plantas, número de estruturas reprodutivas e produtividade do algodoeiro em uma lavoura comercial; b) verificar as relações de causa e efeitos entre as variáveis estudadas; c) avaliar o efeito da variação de doses de nitrogênio na detecção do teor de nitrogênio foliar do algodoeiro utilizando propriedades de reflectância através de um sensor óptico ativo. Para isso, foram conduzidos dois experimentos diferenciados. O primeiro foi realizado numa lavoura comercial, localizada em Chapadão do Céu, GO. Os dados foram coletados numa área de 90 hectares, dividida numa malha com espaçamento regular de 100 m entre pontos, formando um retângulo com 10 colunas e 11 linhas. Para detectar a variação na pequena escala, foram feitas amostragens mais intensas com espaçamento de 33 m, formando 5 "ilhas", constituindo um total de 170 amostras. Os dados foram submetidos às análises estatísticas descritivas, geoestatística, interpolação através de krigagem ordinária e regressão pelo método "stepwise". A variabilidade expressa pelo coeficiente de variação foi baixa a moderada para todas as variáveis analisadas, com exceção de maçãs retidas e P no solo. Os resultados da análise geoestatística indicaram que os fatores de produção da cultura do algodoeiro apresentam, em sua maioria, dependência espacial e esta deve ser considerada quando da definição de esquemas de amostragem e práticas de manejo do solo e da cultura. A produtividade do algodoeiro foi significativamente afetada por N, P, Ca e Mg no tecido foliar e fração areia e argila do solo. O segundo experimento foi realizado na área experimental da USP/ESALQ, em Piracicaba, SP. O delineamento experimental foi o aleatorizado em blocos, com cinco tratamentos (0, 50, 100, 150 e 200 kg ha-1 de N) e quatro repetições. Os dados do índice de vegetação da diferença normalizada (NDVI) e da razão simples vermelho/infravermelho próximo (V/IVP) foram coletados no período de 23 a 92 dias após a emergência (DAE) totalizando nove datas de coleta. Foram coletados também dados referentes ao índice de clorofila, índice de área foliar (IAF) e altura de plantas. Os valores do NDVI apresentaram uma tendência crescente ao longo do período das leituras, enquanto a relação V/IVP teve comportamento inverso, e a partir de 45 DAE, foram afetados significativamente pelas doses de N aplicadas. Relações significativas foram observadas entre os valores do NDVI e índice de clorofila e IAF. Aos 92 DAE o NDVI apresentou relação linear positiva e altamente significativa com o teor foliar de N. Os resultados obtidos indicam que as técnicas de geoestatística e sensoriamento remoto podem auxiliar na tomada de decisões sobre as práticas de calagem e adubação em taxa variada na cultura do algodoeiro. / Know the cotton answer (Gossypium hirsutum L. var. latifolium Hutch) to the spatial variability of soil physical and chemical attributes and its spectral behavior by means of varied rates of nutrients can help to establish soil and crop management strategies, with better use of lime and fertilizers. This work was developed to: a) study the spatial variability of soil fertility, nutritional state, plants population, reproductive structures number and cotton yield in a commercial field; b) to study the relationships among those variables; c) to evaluate the effect of the variation of nitrogen levels on the detection of its content on cotton leaves using reflectance properties by an active optical sensor. Two differentiated experiments were conducted; the first one was located in a commercial field in Chapadão do Céu, GO. Data were collected in a area of 90 hectares, divided in a regular grid of 100 m with 10 columns and 11 lines. In order to detect the variation in the small scale, more intense samplings with spacing of 33 m were conducted forming 5 islands, constituting a total of 170 samples. The data were submitted to the descriptive statistical analysis, geostatistic, interpolation through ordinary kriging, and stepwise regression analysis. The variability expressed by variation coefficient were low to moderated for all analyzed variables, except for healthy bolls and soil P. Geostatistics analysis indicated that the crop cotton factors of production present, in its majority, spatial dependence and this should be considered when of the definition of sampling schemes and soil and crop management practices. Cotton yield was affected significantly by N, P, Ca and Mg in the leaves, as well as sand and clay fraction of the soil. The second experiment was accomplished in an experimental area at USP/ESALQ, in Piracicaba, SP. The experiment was conducted as a randomized block design and treatments consisted on five levels of nitrogen fertilization (0, 50, 100, 150 and 200 kg of N ha-1) with four replications. The readings of Normalized Difference Vegetation Index (NDVI and the ratio Red/Near infrared (RED/NIR) were collected between 23 to 92 days after the emergency (DAE), with the total of 9 visits. Data referred to the chlorophyll index, leaf area index (LAI) and plants height were also collected. The values of NDVI presented a growing tendency along the period, while RED/NIR had an inverse behavior, being significantly affected by the rates of applied N, starting from 45 DAE. At 92 DAE, NDVI presented a positive linear relationship with leaves N content. Significant relationships were observed between the values of NDVI and chlorophyll index and LAI. The results obtained indicate that geostatistic techniques and remote sensing can help on management decisions for variable rate application of lime and fertilizers in cotton.

A produtividade de uma determinada cultura, anteriormente tida como principal objetivo de uma propriedade rural, hoje passa a dividir espaço com múltiplos objetivos. O impacto ambiental das culturas e sistemas produtivos, qualidade dos produtos, baixo custo de produção e, conseqüentemente o aumento da eficiência no uso do nitrogênio, já fazem parte desses objetivos. Novas tecnologias vêm sendo desenvolvidas constantemente para otimizar o manejo de fertilizantes na agricultura. Os sensores óticos são uma dessas ferramentas que tem potencial para contribuir para o manejo do nitrogênio. Este trabalho consistiu em avaliar o comportamento do NDVI (Normalized Difference Vegetation Index) gerado pelo sensor ótico ativo terrestre GreenSeeker Hand HeldTM (NTech Industries, Inc., Ukiah, CA) nas culturas de milho, trigo, triticale e cevada sob diferentes condições. Este sensor emite radiação ativa em dois comprimentos de onda centralizados no vermelho (660 nm) e no infravermelho próximo (770 nm). Em uma primeira etapa foram realizados ensaios alterando classes de solo, doses de nitrogênio, fontes de nitrogênio e variedades. A análise estatística dos dados foi feita por regressão, correlação e teste de Tukey. Notou-se que o NDVI tem maior potencial para uso nas culturas de trigo, triticale e cevada, por serem culturas que possuem menos biomassa. Na cultura do milho, o NDVI saturou mesmo com baixas doses de N devido à grande quantidade de biomassa. Uma possibilidade é substituir a banda do vermelho pela banda do verde, ou testar outros índices de vegetação que tenham uma correlação mais linear com a quantidade de biomassa. A segunda etapa teve objetivo de mostrar a variabilidade espacial do NDVI nas culturas de trigo e milho e realizar a aplicação de nitrogênio em taxa variável na cultura do trigo, com base nas leituras de um sensor ótico ativo. Foram montados experimentos em faixas, com doses crescentes de N, e foram coletados dados do NDVI com o mesmo sensor ótico ativo, agora conectado a um receptor de GPS, possibilitando a geração de mapas do NDVI. Para o trigo, devido a maior correlação entre a biomassa com o NDVI do que o milho é possível identificar visualmente, no mapa, as faixas com doses diferentes, entretanto, é visível também a variabilidade dentro de cada faixa, mostrando que a absorção e aproveitamento do N pela cultura não é uniforme. Para a aplicação em taxa variável foi montado um experimento com faixas de 120 kg ha-1 de N, que serviram de calibração para o sensor, e faixas com 18,4 e 52,4 kg ha-1 de N que foram complementadas a partir das leituras do sensor ótico ativo. Os resultados mostram que, mesmo com uma considerável economia no consumo de fertilizantes nitrogenados, utilizando a tecnologia de aplicação em taxa variável, as produtividades foram semelhantes, ou seja, a produtividade dos tratamentos com aplicação em taxa variável não foram diferentes estatisticamente dos tratamentos com aplicação em taxa fixa. / The yield of a crop, until recently was the main objective of a farm, and today it begins to share importance with multiple objectives. The environmental impact of crops and productive systems, product quality, low production costs and, consequently the increase of the nitrogen use efficiency are already part of these objectives. New technologies have been developed constantly to optimize the fertilizer management in agriculture. Optical sensors are one of these tools that have potential to contribute to the nitrogen management. This work consisted in evaluating the NDVI (Normalized Difference Vegetation Index) behavior, generated by the terrestrial active optical sensor GreenSeeker Hand HeldTM (NTech Industries, Inc., Ukiah, CA) in corn, wheat, triticale and barley crops, under different conditions. This sensor emits active radiation in two wavelengths centered in the red (660 nm) and in the near infrared (770 nm). In the first stage several tests were conducted changing soil classes, nitrogen rates, nitrogen sources and varieties. Statistical analysis of the data was made by regression, correlation and Tukey test. It was noticed that the NDVI has more potential use in wheat, triticale and barley crops, because they produce less biomass. In corn, the NDVI saturated even under low nitrogen rates, due to its high level of biomass. One possibility is to substitute the red band for the green band, or test other vegetation indices that have a correlation more linear with the crop biomass. The second stage had the objective of showing the NDVI spatial variability in wheat and corn crops, and apply nitrogen on variable rates in wheat, based on the readings of the same active optical sensor. Field experiments in strips, with different nitrogen rates, were conducted and the data were collected with the sensor connected to a GPS receiver, allowing the generation of NDVI maps. For wheat, due its higher correlation between biomass and NDVI than the corn, it is possible to visually identify the strips with different nitrogen rates. However, it is also notable the variability inside each strip, showing that the nitrogen absorption and use by the crop is not uniform. For the variable rate application, an experiment was established with 120 kg ha-1 strips, used as reference to the sensor calibration, and strips with 18,4 and 52,4 kg ha-1 of nitrogen, that were complemented based on the active optical sensor readings. The results show that even with a considerable economy of nitrogen fertilizer consume, using the variable rate technology, yields were similar, i.e., the yield of the treatments with variable rate application were not different statistically of the treatments with uniform rate application.

O Brasil é o maior produtor mundial de cana-de-açúcar e apresenta um mercado em franca expansão. Em razão do potencial produtivo e da lucratividade da cultura da cana-de-açúcar, o interesse pelas técnicas de manejo localizado e a procura por novas tecnologias estão aumentando. Sendo assim esse projeto visa estudar opções de sensores para a mensuração e georreferenciamento de falhas, explorando a aplicabilidade de sensores óticos ativos e sensores de presença disponíveis no mercado, na estimativa da ocorrência de falhas nas fileiras de cana-de-açúcar. Foi desenvolvido um sistema para a detecção de ausência de plantas e para a sua validação foram realizados ensaios sob condições controladas para definir o grau de incerteza do método. Também foi estudado o uso de um sensor ótico ativo que mede refletância de alvos em dois comprimentos de ondas, na região do visível (VIS) a 590 nm (âmbar) e no infravermelho próximo (IVP) a 880 nm. Foram realizados ensaios em campo para verificar a funcionalidade destes instalados em um trator. Para a validação foram coletados dados em duas áreas localizada na região de Iracemápolis, SP, durante a operação de quebra lombo. Estabeleceram-se valores de espaçamentos entre plantas de cana considerados como falha para o sensor de presença. Para o sensor ótico ativo foram realizadas calibrações in loco para definir valores de refletância que representam ausência de plantas. Nas áreas utilizadas foram alocadas parcelas virtuais onde foram amostradas manualmente as falhas, e posteriormente os valores de falhas foram comparados com aqueles estimados pelos sensores a partir do isolamento dessas parcelas. As observações indicam o que sensor de presença permitiu obter valores de falhas comparáveis àqueles obtidos com a leitura manual. Os resultados obtidos com o sensor ótico ativo foram comparáveis com aqueles mensurados manualmente em apenas uma das duas áreas experimentais. O sensor de presença permitiu a coleta de dados com elevada densidade, resultando em mapeamento da ocorrência de falhas grande detalhamento. Os dois métodos permitem o georreferenciamento das mensurações, oferecendo ao usuário a informação sobre as ocorrências e as suas localizações. / Brazil is the world\'s largest producer of sugarcane and has a booming market. Because of the productive potentiality and profitability of sugarcane the interest in site specific management techniques and demand for new technologies are increasing. Therefore this project aims to study options of sensors for measurement and georeferencing of failures, exploring the applicability of active optical sensors and presence sensors available, to estimate the occurrence of missing plants in sugarcane rows. It was developed a system for detecting the absence of plants and the validation tests were conducted under controlled conditions to define the uncertainty of the method. It was also studied the use of an active optical sensor that measures reflectance targets at two wavelengths in the visible region (VIS) at 590 nm (amber) and near infrared (NIR) at 880 nm. I It was conducted field tests to verify the functionality of the sensors installed on a tractor. Data from two fields located in the region of Iracemápolis Brazil were collected for the validation, during the operation of finishing/covering the furrows. Values were established for spacing between sugarcane plants considered as failure for the presence sensor. For the active optical sensor calibrations were performed in loco to define reflectance values that represent the absence of plants. Virtual plots were allocated in the experimental areas where failures were measured by hand following the procedure used by producers, and subsequently the values were compared with those estimated by the sensors isolating the plot areas. The observations indicate that the presence sensor allowed to obtain values comparable to those obtained with manual reading. The results obtained with the active optical sensor were comparable with those measured manually in only one of two experimental areas. The presence sensor allowed the data collection at a high density, resulting in mapping the occurrence of failures with great detail. Both methods enable georeferencing of measurements, providing the user with information about the failure occurrences and their locations.

Avaliou-se a correlação entre alteração ambiental e ocorrência de focos de raiva em herbívoros na região do vale do rio Paraíba do Sul paulista e alto Tiete no período de 1996 a 2006, por meio da aplicação de técnica de sensoriamento remoto e sistemas de informação geográfica. Foram utilizadas imagens do satélite Landsat-5, sensor TM, órbitas 218 e 219, ponto 76, bandas 3 e 4 na obtenção do índice de vegetação com diferença normalizada (NDVI). Foi feita a subtração de NDVI para obtenção da alteração de cobertura vegetal ou vigor de biomassa em intervalos de um ano, e dados de ocorrência de focos de raiva agregados por município corrigidos pelo efetivo herbívoro no respectivo ano. Diferenças significativas foram obtidas na comparação das médias de alteração de NDVI para ganho, perda e alteração geral em todo período pelo teste de Wilcoxon, exceto de 1996 a 1997 e seqüência de somatória de rankings negativos de 1998 a 2002. A análise de correlação entre diminuição de NDVI e focos de raiva corrigidos foi significativa em 2002 e 2003. Para ganho de NDVI, foi significativo em 1998 e 2003. Para alteração geral foi significativa em 2002. Houve correlação significativa de aumento de NDVI e focos de raiva corrigidos em 2000, 2002 e 2004, com r > 0 em todo período, exceto 2002 e observadas correlações entre alteração, geral e de perda, e tamanho de rebanho significativas em 2000, 2002, 2004 e 2006. A correlação positiva entre alteração de NDVI e rebanho herbívoro sugere a alteração do tamanho do rebanho como um fator de alteração da cobertura vegetal e conseqüente aumento da ocorrência de raiva pela alteração do habitat do morcego hematófago, principal hospedeiro do vírus rábico na América do Sul. A implantação da Coordenadoria de Defesa Agropecuária (CDA) da Secretaria de Agricultura e Abastecimento de São Paulo, em 1999 e a obrigatoriedade da vacinação contra a raiva, a partir de 2002, podem ter encoberto a correlação positiva encontrada no período anterior, de 1996 a 1999. Após o controle da raiva ter se consolidado, a alteração de NDVI voltou a apresentar correlação positiva, devendo ser considerada de fato fator de risco para a ocorrência de raiva nos herbívoros. A metodologia proposta no estudo pode ser uma alternativa no estudo de alteração ambiental como fator de risco na epidemiologia de doenças infecciosas, porém refinamento da técnica pode ser considerado a fim de controlar influências de condições atmosféricas e época do ano nas imagens utilizadas / The present work evaluated the correlation between environmental changes and herbivore rabies in eastern São Paulo State, from 1996 to 2006, using remote sensing and geographic information systems techniques. Images from Landsat-5 satellite, sensor TM, orbits 281 and 219, point 76, bands 3 and 4 were used to obtain the normalized difference vegetation index (NDVI). For each year, the subtraction of NDVI was calculated in order to evaluate the changes in vegetation coverage or biomass robustness. Also, the occurrence of rabies was obtained, for each local administrative division, called municipality, later corrected by the number of herbivores. Significative differences were obtained when comparing mean NDVI changes, being gain, loss or both using Wilcoxon test, except between 1996 and 1997. Differences were also obtained in negative rank sums from 1998 and 2002. The correlation analysis between NDVI loss and rabies occurrence was significative in 2002 and 2003. The correlation between NDVI gain and rabies occurrence was significative in 1998 and 2003. For both gain and loss of NDVI, there was significant correlation with rabies occurrence only in 2002. For corrected rabies outbreaks, there was significative correlation in 2000, 2002, 2004 and 2006. Positive correlation between NDVI changes and herbivores herds suggests that rise in number of herds impacts vegetation coverage, consequently the increase of rabies occurrence, caused by changes in vampire bat habitats. The implantation of an animal health service in São Paulo, in 1999, imposing vaccination against rabies in cattle in 2002, may have covered positive correlation from 1996 to 1999. After the consolidation of control measures, NDVI changes turned to be correlated, allowing its classification as risk factor for rabies occurrence. The proposed method can be an alternative to study environmental changes as risk factor of infectious diseases epidemiology. The improvement of the method is necessary to control atmospheric conditions and the period of images acquirement

Submitted by Luanna Matias (lua_matias@yahoo.com.br) on 2015-02-04T19:08:20Z No. of bitstreams: 3 Tese - Pablo Santana Santos - 2014 - Parte 01.pdf: 5282585 bytes, checksum: fab627afa4b6a3b55752f51b90659610 (MD5) Tese - Pablo Santana Santos - 2014 - Parte 02.pdf: 3067324 bytes, checksum: d46d29a129169e109e2f94a8068ec633 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Approved for entry into archive by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2015-02-05T09:54:10Z (GMT) No. of bitstreams: 3 Tese - Pablo Santana Santos - 2014 - Parte 01.pdf: 5282585 bytes, checksum: fab627afa4b6a3b55752f51b90659610 (MD5) Tese - Pablo Santana Santos - 2014 - Parte 02.pdf: 3067324 bytes, checksum: d46d29a129169e109e2f94a8068ec633 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-02-05T09:54:10Z (GMT). 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This study, focused on the rio Vermelho watershed, a representative unit of the Cerrado biome, and considering a variety of satellite data for the 2001 – 2011 period, pursued a detailed analysis of the biophysical responses in face of the historical processes that determined and shaped the landscape transformations. Specifically, the following datasets were utilized: MODIS (vegetation index, evapotranspiration and primary productivity) and TRMM (Tropical Rainfall Measurement Mission) precipitation. Our results indicated that climatic factors, such as seasonality, have a direct influence on biomass levels of key vegetation formations, particularly those with shallow root systems, for which reductions in radiometric values, as high as 50%, could be observed during the dry season. In fact, natural vegetation areas, comparatively to areas dominated by cultivated pastures, show very distinct and significant biophysical behavior (p < 0.05). Likewise, two major landscapes could be identified, i.e. “Region 1” and “Region 2”, where converted and remnant vegetation areas predominate, respectively. The distribution of natural and cultivated pastures seems to be related to local edafoclimatic factors, such as soil (depth/lithic content) and water availability, which explain the occurrence of most grass species. Based on field biomass, it is possible to say: 1) cultivated pastures found in “Region 1” are slightly more productive comparatily to those from “Region 2” (for both dry- and wet-seasons) and 2) there is a correspondence between “natural” and “cultivated” green biomass during the dry season, as opposed to the wet season. However, and based on the seasonal moderate spatial resolution MODIS images, it is not possible to separate between natural and cultivated pastures. In fact, such separation can be accomplished via the supervised classification (Support Vector Machine) of medium spatial resolution imagery (Landsat). Based on high spatial resolution (5m) RapidEye/BlackBridge images, it was produced a land cover / land use map for the entire basin at the 1:50.000 scale, in which it was possible to discriminate the major converted and natural physiognomies, and distinct grass species, in particular (Overall Accuracy ~ 90% and Kappa = 0.83). / A expansão da atividade agropecuária no Cerrado brasileiro representa hoje mais da metade da área total deste bioma, onde a conversão das áreas naturais em pastagens cultivadas foi a principal dinâmica imposta pelo setor produtivo ao longo de um processo histórico de ocupação relativamente recente. Tais transformações tendem a resultar em padrões espaciais distintos quanto ao comportamento biofísico das principais formações vegetais existentes, os quais podem ser identificados e discriminados através dos vários produtos de sensoriamento remoto disponíveis. O presente trabalho, ao utilizar a bacia hidrográfica do rio Vermelho como unidade experimental do bioma Cerrado, teve como objetivo principal realizar uma análise detalhada das respostas biofísicas frente aos processos históricos que condicionaram as transformações na paisagem, considerando o período entre 2001 a 2011, e uma ampla base de dados satelitária, obtida a partir dos produtos MODIS (índice de vegetação, evapotranspiração, produtividade primária) e TRMM (Tropical Rainfall Measurement Mission/precipitação). Os nossos resultados evidenciam que fatores climáticos, a exemplo da sazonalidade, tem uma influência direta na biomassa das principais formações vegetais, principalmente àquelas que apresentam sistemas radiculares superficiais, com reduções nos valores radiométricos de até 50% durante o período da seca. De forma significativa, as áreas de vegetação natural, comparadas às áreas de pastagens cultivadas, apresentaram comportamentos distintos do ponto de vista biofísico (p < 0,05). Em fato, dois macroambientes puderam ser definidos para a área de estudo, onde predominam a ocupação antrópica (“Região 1”) e a vegetação natural remanescente (Região 2), respectivamente. A distribuição das pastagens cultivadas e naturais está associada a fatores edafoclimáticos locais, como características de solo (profundidade/pedregosidade) e disponibilidade hídrica, os quais explicam a ocorrência da maioria das espécies forrageiras. Com base nos dados de biomassa coletados em campo, é possível afirmar: 1) as pastagens cultivadas encontradas na “Região 1” são ligeiramente mais produtivas do que as encontradas na “Região 2”, tanto no período seco quanto chuvoso, e 2) há uma correspondência entre a biomassa verde encontrada no período seco para as duas categorias de pastagens, ao contrário do observado no período chuvoso. Entretanto, e tendo por base as imagens biofísicas sazonais de resolução espacial moderada (MODIS), não é possível separar entre pastagens nativas e cultivadas. Por sua vez, esta separação se mostra possível através da classificação supervisionada (Support Vector Machine) de imagens de resolução espacial média (Landsat). Com base em imagens RapidEye/BlackBridge, com resolução espacial de 5m, foi produzido um mapa de cobertura e uso da terra à escala de 1:50.000, no qual foi possível separar as áreas de pastagens quanto à sua tipologia, bem como individualizálas em outras formas de uso e fito-fisionomias remanescentes (Acurácia Total ~ 90% e Kappa = 0,83).

The Planetary Boundary Layer (PBL) is a relevant part of the atmosphere with a variable extension that clearly plays an important role in fields like air quality or weather forecasting. Passive and active remote sensing systems have been widely applied to analyze PBL characteristics. The combination of different remote sensing techniques allows obtaining a complete picture on the PBL dynamic. In this study, we analyze the PBL behavior using four types of remote sensing systems: Microwave Radiometer (MWR), Elastic Lidar (EL), Doppler Lidar (DL) and Ceilometer data. The measurements were performed in two cities Granada (Spain) and São Paulo (Brazil). Firstly, at Granada, the PBL height (PBLH) obtained from MWR data is validated against PBLH provided by analyzing co-located radiosondes, showing a good agreement. In a second stage, active remote sensing systems were used for deriving the PBLH. Thus, Extended Kalman filter is applied to EL data while the vertical wind speed variance method was applied to the DL. The derived PBLH\'s by these approaches are compared to PBLH retrieved by the MWR. The results show a good agreement among the retrievals based on active remote sensing in most of the cases, although some discrepancies appear in instances of intense PBL changes (either growth and/or decrease). Then it is performed the analysis of four and five-year dataset of measurements gathered with a ceilometer and a microwave radiometer, respectively, at Granada. The methodologies applied for the PBLH detection (gradient method for ceilometer and the combination of parcel method and temperature gradient method for microwave radiometer) provided a satisfactory description of the PBL structure in simple cases. In addition, the PBL behavior is characterized by a statistical study of the convective and stable PBLH obtained from microwave radiometer measurements. The analysis of the PBLH statistical study shows some coincidence with other PBLH studies such as daily pattern, and year cycles but also some differences caused by distinct latitudes, topography and climate were found. It was performed as well a combined long-term analysis of Ceilometer retrieved Residual Layer and the Stable and Convective Layer heights determined by microwave radiometer, thus offering a complete picture of the PBL evolution by synergetic combination of remote sensing techniques. This is the reason why systems with high temporal and spatial resolution, like lidars, have been increasingly applied in studies about this atmospheric region. In this work, also was performed, at São Paulo, an analysis on lidar backscattered signal at three wavelengths (355, 532 and 1064 nm) retrieving the turbulence by the analyses of the high-order moments (variance, skewness and kurtosis) in the backscattered signal. The wavelength of 355 nm has low applicability in the proposed methodology, due to its low intensity (due to predominance of molecular backscattering) and large presence of noise, while the 532 nm wavelength showed results similar to those provided by the wavelength of 1064 nm, which was used as reference. Then, it was analyzed two case studies using the wavelengths of 532 and 1064 nm (in separately). This approach provided information about PBL height, (derived by the variance method (Menut et al., 1999), displacement of aerosol layers (skewness) and level of mixing at several heights (kurtosis). These results show the viability of the proposed methodology when the wavelengths of 532 and 1064 nm are used for the PBL description by high-order moments of the backscattered distribution. Furthermore, it is demonstrated how some variables (air temperature, aerosol concentration, vertical wind, relative humidity and net radiation) can influence the PBL dynamic with data from DL, EL and MWR at Granada. The high-order moments of the vertical velocity high frequency distributions derived from DL, and EL range corrected signal, were corrected by two methodologies (first lag and -2/3 correction). The corrected profiles present small differences when compare against the uncorrected profiles, showing low influence of noise and the viability of the proposed methodology. A detailed 2-case studies analysis was carried on, the first case corresponding to a well-defined PBL while the second one corresponds to a situation with presence of an aloft Saharan dust layer and clouds. In both cases the results provided by the different instruments ended up complementing one another, so that the synergistic use of the different systems allowed us a detailed monitoring of the PBL. / A Camada Limite Planetária (PBL - Planetary Boundary Layer) é uma parte relevante da atmosfera com uma extensão variável e que claramente desempenha um papel importante em áreas de estudo, como: a qualidade do ar ou a previsão do tempo. Sistemas de sensoriamento remoto passivo e ativo têm sido amplamente utilizado para analisar as características da PBL. A combinação de diferentes técnicas de sensoriamento remoto permite obter uma imagem completa da dinâmica desta camada. Neste estudo, analisamos o comportamento da PBL utilizando quatro tipos de sistemas de sensoriamento remoto: Radiômetro de Micro-ondas (MWR), Lidar Elástico (EL), Lidar Doppler (DL) e Ceilômetro. As medições foram realizadas em duas cidades, Granada (Espanha) e São Paulo (Brasil). Primeiramente, em Granada, a altura da PBL (PBLH) obtida a partir dos dados do MWR foi validada pela PBLH gerada pela análise dos dados de radiossondas, mostrando uma boa concordância. Em um segundo estágio, sistemas ativos de sensoriamento remoto foram usados para a obtenção da PBLH. Assim, o método do filtro de Kalman foi aplicado aos dados do EL enquanto o método da variância da velocidade vertical do vento foi aplicado aos dados do DL. As PBLH derivadas dessas abordagens foram comparadas com o PBLH fornecida pelo MWR, sendo que os resultados mostram uma boa concordância na maioria dos casos, embora algumas discrepâncias apareçam nas situações de mudanças intensas da PBL (crescimento e/ou diminuição). Em seguida, é realizada a análise dos dados das medidas coletadas com um ceilômetro e um radiômetro de micro-ondas durante quatro e cinco anos, respectivamente, em Granada. As metodologias aplicadas para a detecção da PBLH (método de gradiente para o ceilômetro e a combinação do método de parcela e do método de gradiente de temperatura para o radiômetro de micro-ondas) forneceram uma descrição satisfatória da estrutura da PBL em casos simples. Além disso, o comportamento da PBL foi caracterizado por um estudo estatístico das PBLH convectiva e estável, as quais foram obtidas a partir das medidas do radiômetro de micro-ondas. A análise do estudo estatístico realizado para a PBLH mostra algumas coincidências com outros estudos já realizados para a mesma variável, como o padrão diário e os ciclos anuais. Mas também há algumas diferenças, as quais são causadas por latitudes, topografia e clima distintos. Foi realizada também uma análise combinada de longo prazo da Camada Residual (gerada pelos dados do Ceilômetro) e da Camada Estável e Convectiva (obtida pelos dados do radiômetro de micro-ondas), oferecendo assim um quadro completo da evolução da PBL por combinação sinérgica de técnicas de sensoriamento remoto. Essa é a razão pela qual sistemas com alta resolução temporal e espacial, como os lidars, têm sido cada vez mais aplicados em estudos sobre essa região atmosférica. Neste trabalho, também foi realizada, em São Paulo, uma análise do sinal retroespalhado em três comprimentos de onda (355, 532 e 1064 nm), o qual provê informações da turbulência através da análise dos momentos de alta ordem (variância, assimetria e curtose). O comprimento de onda de 355 nm apresenta pouca aplicabilidade na metodologia proposta, devido à sua baixa intensidade (por conta da predominância do retroespalhamento molecular) e grande presença de ruído, enquanto o comprimento de onda de 532 nm apresentou resultados semelhantes aos fornecidos pelo comprimento de onda de 1064 nm, o qual foi usado como referência. Em seguida, foram analisados dois estudos de caso utilizando os comprimentos de onda de 532 e 1064 nm (em separado). Essa abordagem forneceu informações sobre a altura da PBL (derivada pelo método de variância (Menut et al., 1999), deslocamento de camadas de aerossol (assimetria) e nível de mistura em várias alturas (curtose), mostrando a viabilidade da metodologia proposta, quando os comprimentos de onda de 532 e 1064 nm são usados para a descrição da PBL a partir dos momentos de alta ordem. Além disso, demonstrou-se, com dados de DL, EL e MWR obtidos em Granada, como algumas variáveis (temperatura do ar, concentração de aerossóis, vento vertical, umidade relativa e radiação líquida) podem influenciar a dinâmica da PBL. Os momentos de alta ordem das distribuições de velocidade vertical derivadas dos dados do DL e o sinal retroespalhado obtido a partir do EL foram corrigidos por duas metodologias (first lag e correção de -2/3). Os perfis corrigidos apresentam pequenas diferenças quando comparados com os perfis não corrigidos, mostrando baixa influência do ruído e a viabilidade da metodologia proposta. Foi realizada uma análise detalhada de dois estudos de casos, o primeiro correspondendo a uma PBL bem definida, enquanto o segundo corresponde a uma situação com a presença de uma camada de nuvens e poeira saariana. Em ambos os casos, os resultados fornecidos pelos diferentes instrumentos acabaram se complementando, de modo que o uso sinérgico dos diferentes sistemas nos permitiu um monitoramento detalhado da PBL.