Die folgende Arbeit befasst sich mit der Vorhersagbarkeit und der zeitlichen Struktur von Indizes der klimatischen Variabilität des tropischen Pazifiks, bekannt in der Jahrzentenskala als El-Nino-Southern Oscillation (ENSO). Untersucht wurden die Zeitreihen der Anomalien und Persistenzen der Southern Oscillation Index (SOI), den Multivariate ENSO Index (MEI) und die Meeresoberflächentemperatur (SST). Methoden der dynamischen und bedingten schannonschen Entropien wurden für die Untersuchung der Vorhersagbarkeit von symbolischen Sequenzen der Zeitreihen angewendet. Die Untersuchung der bedingten Entropien für symbolische Sequenzen ergibt, dass die meist vorhersagbare Evente von ENSO nach konstanten Teilsequenzen stattfinden. Für mehrere Evente sind zeitliche Korrelationen nachweisbar, die die Vorhersagbarkeit eines Symbols nach einer Teilsequenz in Funktion derer Länge bestimmen. Die Evolution nach Teilsequenzen, die Übergangszuständen entsprechen, sind mit vergleichsweiseniedrigeren Vorhersagbarkeiten versehen. Dabei ist auf die meist vorhersagbaren Teilsequenzen im Detail eingegangen. Es wurde weiterhin festgestellt, dass sich die SST in den meisten Fällen als die zuverlässigste Informationsquelle erweist. Die Analyse der Waveletspektren der Zeitreihen zeigt starke Periodizitäten der Ordnung zwischen 2 und 4 Jahren, die zwischen 1900 und 1960, und 1970 und 2000 in ENSO auftreten. Es besteht Evidenz dafür, dass diese Frequenzkomponenten nicht von einem gefiteten Markovprozess erster Ordnung zurückzuführen sind. Eine Steigung der Frequenzkomponenten zu niedrigeren Perioden ist weiterhin in den Anomalien der Meerestemperatur vorzuweisen. / This doctoral thesis is concerned with the problems of the predictability and the temporal structure of indices of the climatic variability in the tropical Pacific, which is known in the scale of decades as El Nino-Southern Oscillation (ENSO). For this purpose, time series of the anomalies and persistences of the Southern Oscillation Index (SOI), Multivariate ENSO Index (MEI) and of the Sea Surface Temperature (SST) were investigated. Methods of the dynamical and conditional shannon entropies were applied for the investigation of the predictability of symbolic sequences derived from the time series. The investigation of the conditional entropies for symbolic sequences shows that the most probable Events of ENSO occur after constant short sequences. Time correlations are found for several events; these determine the predictability of a sequence as a function of its length. The evolutions of short sequences representing transitions between ENSO states are relatively less predictable. The most predictable short sequences have been studied in detail. It was further found that, in most cases, SST is the most reliable information source. The analysis of the wavelet spectra of the time series shows strong periodicities of 2 to 4 years, which appear between 1900 and 1960, and between 1970 and 2000 in ENSO. There is evidence of a non-markovian process being responsible for these frequency components. Furthermore, the anomalies of the SST series show a gradient of frequency components towards smaller periods.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The Pampa biome encompasses heterogeneous ecosystems, because of the great number of kinds of soils and the variations in altitude and also in the climate, and such characteristics are directly reflected in the floristic composition of the different vegetal communities. The knowledge of such diversity and the comprehension of the dynamics in this vegetation along with the practices of conservationist management result in a better use of the natural resources of the native meadow areas. This study aimed to assess those vegetation dynamics in an experimental area of natural meadow managed with different grazing methods, at Embrapa CPPSUL, Bagé, RS and concomitantly assess the floristic diversity of areas of native meadows submitted to fertilization and grazing methods in Unidades Experimentais Participativas in the Alto Camaquã area, RS, Brasil. In the study of the vegetation dynamics in the experimental area at Embrapa CPPSUL, the estimates of the species composition and their respective biomasses have followed the field proceedings of the BOTANAL method, with some adaptations. In order to generate hypotheses about the effects of the treatments (continuous and controlled grazing), multivariate analyzes have been used for the data about the species dynamics and functional types. The diversity and uniformity of species have been quantified through the indices of Shannon and equitability. There weren t evidences of meaningful differences among the factors: grazing, time and interaction grazing x time. There weren t also meaningful differences between rotary and continuous methods of grazing. The most frequent families in the survey in the studied areas of the Alto Camaquã area were, respectively: Poaceae, Asteraceae, Cyperaceae, and Fabaceae. Considering the fertilizing factor, there weren t differences among the different kinds of fertilization. The areas that are kept under continuous grazing show less diversity in comparison with the ones with rotary grazing. / O Bioma Pampa apresenta ecossistemas heterogêneos, devido ao grande número de tipos de solos e as variações tanto de altitude como de clima, e estas características refletem diretamente na diversidade da composição florística das diferentes comunidades vegetais. O conhecimento dessa diversidade e a compreensão da dinâmica dessa vegetação aliadas a práticas de manejos conservacionistas, resultam em um melhor aproveitamento dos recursos naturais das áreas de campos nativos. O presente estudo objetivou avaliar a dinâmica vegetacional de uma área experimental de pastagem natural manejada com diferentes métodos de pastoreio, na EMBRAPA CPPSUL, Bagé, RS e concomitantemente avaliar a diversidade florística de áreas de campo nativo submetidas a adubação e métodos de pastoreio em Unidades Experimentais Participativas na região do Alto Camaquã, RS, Brasil. No estudo de dinâmica vegetacional da área experimental da EMBRAPA CPPSUL, as estimativas da composição de espécies e suas respectivas biomassas seguiram os procedimentos de campo do método BOTANAL, com algumas adaptações. Visando gerar hipóteses sobre os efeitos dos tratamentos (pastoreio contínuo e controlado), foram utilizadas análises multivariadas para os dados de dinâmica de espécies e tipos funcionais. A diversidade e uniformidade de espécies foram quantificadas através dos índices de Shannon e de equitabilidade. Não foram evidenciadas diferenças significativas entre os fatores: pastejo, tempo e para a interação pastejo x tempo. Entre os métodos de pastoreio rotativo e contínuo também não há diferença significativa. As famílias mais frequentes no levantamento das áreas estudadas da região do Alto Camaquã foram respectivamente: Poaceae, Asteraceae, Cyperaceae e Fabaceae respectivamente. Considerando o fator adubação, não houve diferenças entre os diferentes tipos de adubação. As áreas de campo que são mantidas sob pastoreio contínuo apresentam menor diversidade frente as áreas com pastoreio rotativo.

Binary Decision Diagrams (BDDs) sind eine Datenstruktur für Boolesche Funktionen, die auch unter dem Namen branching program bekannt ist. In ordered binary decision diagrams (OBDDs) müssen die Tests einer festen Variablenordnung genügen. In free binary decision diagrams (FBDDs) darf jede Variable höchstens einmal getestet werden. Die Effizienz neuer Varianten des BDD-Konzepts wird gewöhnlich anhand spektakulärer (worst-case) Beispiele aufgezeigt. Wir verfolgen einen anderen Ansatz und vergleichen die Darstellungsgrößen für fast alle Booleschen Funktionen. Während I. Wegener bewiesen hat, daß für die `meisten' n die erwartete OBDD-Größe einer zufälligen Booleschen Funktion von n Variablen gleich der worst-case Größe bis auf Terme kleinerer Ordnung ist, zeigen wir daß dies nicht der Fall ist für n innerhalb von Intervallen konstanter Länge um die Werte n = 2h + h. Ferner gibt es Bereiche von n, in denen minimale FBDDs fast immer um mindestens einen konstanten Faktor kleiner sind als minimale OBDDs. Unsere Hauptsätze ha ben doppelt exponentielle Wahrschein- lichkeitsschranken (in n). Außerdem untersuchen wir die Entwicklung zufälliger OBDDs und ihrer worst-case Größe und decken dabei ein oszillierendes Verhalten auf, das erklärt, warum gewisse Aussagen im allgemeinen nicht verstärkt werden können. / Binary Decision Diagrams (BDDs) are a data structure for Boolean functions which are also known as branching programs. In ordered binary decision diagrams (OBDDs), the tests have to obey a fixed variable ordering. In free binary decision diagrams (FBDDs), each variable can be tested at most once. The efficiency of new variants of the BDD concept is usually demonstrated with spectacular (worst-case) examples. We pursue another approach and compare the representation sizes of almost all Boolean functions. Whereas I. Wegener proved that for `most' values of n the expected OBDD size of a random Boolean function of n variables is equal to the worst-case size up to terms of lower order, we show that this is not the case for n within intervals of constant length around the values n = 2h + h. Furthermore, ranges of n exist for which minimal FBDDs are almost always at least a constant factor smaller than minimal OBDDs. Our main theorems have doubly exponentially small probability bounds (in n). We also investigate the evolution of random OBDDs and their worst-case size, revealing an oscillating behaviour that explains why certain results cannot be improved in general.

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La thèse est divisée en deux parties portant sur deux aspects relativement différents des approches bayésiennes non-paramétriques. Dans la première partie, nous nous intéressons aux propriétés fréquentistes (asymptotiques) de lois a posteriori pour des paramètres appartenant à l'ensemble des suites réelles de carré sommable. Dans la deuxième partie, nous nous intéressons à des approches non-paramétriques modélisant des données d'espèces et leur diversité en fonction de certaines variables explicatives, à partir de modèles qui utilisent des mesures de probabilité aléatoires. / This thesis is divided in two parts on rather different aspects of Bayesian statistics. In the first part, we deal with frequentist (asymptotic) properties of posterior distributions for parameters which belong to the space of real square sommable sequences. In the second part, we deal with nonparametric approaches modelling species data and the diversity of these data with respect to covariates. To that purpose, we use models based on random probability measures.

Dynamics of species, families and plant functional types (PFTs), and diversity of a natural grassland submitted or not to burning and grazing, in different relief positions (concave a convex slope) were evaluated. Treatments consisted of the associations of those three factors, in a completely randomized design, with variable number of replicates, from two to five. Rotational grazing were used, with an average occupation period of six days. Grazing animals were from Nelore, Charolais and its crosses. Stocking rate was calculated to obtain between 20 to 35 % of disappearing of forage mass. Diversity was evaluated using Shannon and Simpson index and frequency of species. The analysis of dry matter availability, on the relative participation of main species and the relative frequency of the other species were performed by double sampling. Data were submitted to cluster and ordination analysis and an analysis of variance via randomization tests. With respect to diversity, burned and grazed areas had lower index than those only grazed. Considering relief and grazing interaction, higher diversity occurred in convex slope. Including burning interaction, diversity was higher in concave slope. In grazing excluded areas, higher index were observed under burning effect, and considering this factor, higher diversity were registered in convex slope. Analyzing frequency of families, Poaceae, Cyperaceae and Asteraceae were present in all plots. The most versatile species were A. lateralis, Frimbristylis diphylla and Dichanthelium sabulorum, occurring in all treatments. Burning and grazing had a positive influence in vegetation diversity, however when interacting or in its absence, they turned dynamics to a dominance of a few species. The evaluation of dynamics showed that interpretation of the results through PFTs were more efficient to explore the differences between treatments, when compared to analysis by families or by species. The seasonal dynamics of the vegetation was affected both by grazing, burning and relief position, independently if evaluated through species or functional types of plants. / Foi avaliada a dinâmica por meio de espécies, famílias e tipos funcionais de plantas (TFs), e a diversidade de uma pastagem natural submetida aos fatores queima (presença ou ausência) e pastejo (ausência ou presença), em diferentes posições topográficas (encosta ou baixada). Os tratamentos foram constituídos pela associação dos três fatores, em um delineamento completamente casualizado com número variável de repetições, entre duas e cinco. O pastejo foi rotacionado, com um período de ocupação médio de seis dias, sendo utilizados animais das raças Nelore, Charolês e suas cruzas. A carga foi calculada adotando-se uma taxa de desaparecimento entre 20-35% da massa de forragem existente. A diversidade foi avaliada através dos índices de Shannon, Simpson e da freqüência de ocorrência de espécies. As avaliações da disponibilidade total de matéria seca, da participação relativa das principais espécies e da freqüência relativa das demais espécies foram realizadas por meio de dupla amostragem. Os dados obtidos foram submetidos às análises de agrupamento, ordenação e de variância via teste de aleatorização. Com relação à diversidade, as áreas queimadas com pastejo possuíram índices menores do que apenas com pastejo. Considerando a interação relevo e pastejo, a maior diversidade se deu na encosta. Incluindo-se a interação com o efeito de queima, essa foi superior nas áreas de baixada. Na exclusão de pastejo, os índices mais elevados foram encontrados com queima, e dentro desse distúrbio, maiores índices na posição de relevo de encosta. Já na ausência da queima, o maior índice foi observado na baixada. Na análise da freqüência de ocorrência por família, destacaram-se Poaceae, Cyperaceae e Asteraceae, com presença em todos os ambientes estudados. Já as espécies com maior versatilidade foram A. lateralis, Frimbristylis diphylla e Dichanthelium sabulorum, encontrados em todos os tratamentos avaliados. O emprego da queima ou pastejo tiveram uma influência positiva na diversidade da vegetação, porém quando em conjunto ou totalmente ausentes direcionaram a dinâmica a uma dominância de poucas espécies. O estudo da dinâmica mostrou que a interpretação dos resultados através dos TFs foi mais eficiente para explorar as diferenças entre os tratamentos, quando comparado às análises por famílias botânicas ou por espécies. A dinâmica estacional da vegetação foi afetada pelos fatores pastejo, queima e posição de relevo, independentemente se avaliados através de espécies ou tipos funcionais de plantas.

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Understanding the dynamics of vegetation could facilitate decision making and adoption of new management practices, seeking a better use of available resources in areas of natural grassland. This study aimed to evaluate the dynamics of a natural grassland vegetation subject to grazing and fertilization, in four different locations in the counties of Pinheiro Machado and Piratini, located in the upper basin region of Rio Camaquã. The treatments were a combination of the above factors. The estimation of species composition and biomass followed BOTANAL field method procedures, with some adjustments. There was a change in vegetation dynamics in the treatments as a response of the interaction of evaluation period, fertilization and grazing, showing a divergence of the trajectories of vegetation and there is no clear distinction of functional types. There was not a clear association between the functional types and environmental variables. The diversity and evenness of species were quantified using the Shannon and equitability indexes. There were no significant differences between different fertilization, but for grazing, there was a significant difference between the evaluation periods. Areas subjected to controlled grazing, show a tendency to increase the diversity of species compared to areas subjected to continuous grazing. The use of controlled grazing had a positive influence on species diversity. / A compreensão da dinâmica vegetacional pode facilitar as tomadas de decisões a adoção de novas práticas de manejo, visando um melhor aproveitamento dos recursos disponíveis em áreas de pastagem natural. Este estudo teve como objetivo avaliar a dinâmica vegetacional de uma pastagem natural submetida aos fatores adubação e pastejo, em quatro locais diferentes, nos municípios de Pinheiro Machado e Piratini, localizados no terço superior da bacia região do Rio Camaquã. Os tratamentos foram constituídos pela associação dos fatores acima. As estimativas da composição de espécies e suas respectivas biomassas seguiram os procedimentos de campo do método BOTANAL, com algumas adaptações. Visando gerar hipóteses sobre os efeitos dos tratamentos, foram utilizadas análises multivariadas para os dados de dinâmica de espécies e tipos funcionais. A diversidade e uniformidade de espécies foram quantificadas através dos índices de Shannon e da equitabilidade. Houve uma mudança na dinâmica vegetacional em função dos efeitos compostos pelos fatores períodos de avaliação, adubação e pastoreio, indicada por uma divergência nas trajetórias da vegetação. Não foi evidenciada uma associação nítida entre os tipos funcionais e as variáveis ambientais. A diversidade e uniformidade de espécies foram quantificadas através dos índices de Shannon e da equitabilidade. Não foram observadas diferenças significativas entre as diferentes adubações, para o pastejo, houve diferença significativa na comparação entre os períodos de avaliação. Áreas submetidas a pastoreio controlado demonstraram uma tendência ao aumento da diversidade de espécies, quando comparadas a áreas submetidas a pastoreio contínuo e sem controle que apresentaram valores menores.

Made available in DSpace on 2014-07-29T16:21:17Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertacao Luciano Lajovic Carneiro.pdf: 507309 bytes, checksum: b58c6af9d894c2d90f75adfed8ebd925 (MD5) Previous issue date: 2011-04-18 / This research aims to assess the fish biodiversity of the streams of the Tocantins and Araguaia basin and test the relative influence of local and regional processes in determining local species richness by examining the relationship between local species richness and regional species richness. For this purpose were sampled 18 streams in the basin of the Araguaia River and 16 streams in the basin of the Tocantins River in the state of Goiás using trawls. For analysis of richness observed was used and linear regression to assess the relationship of local and regional richness. The average value of diversity index of Shannon-Wiener were similar (p> 0.098) to the streams of the Tocantins (H`= 1.784) and Araguaia (H` = 2.254), uniformity also showed similar values (p> 0.962), but the average richness values were different (p = 0.039) for the basin of Tocantins S = 7.12 and S = 11.38 for Araguaia basin. Species richness of the Araguaia streams was strongly related to regional richness (r² = 0.826, p <0.0001) indicating a linear relationship and suggesting that local assemblies are unsaturated. For Tocantins streams was obtained a weak relationship (r²= 0.251, p = 0.047) and it was not possible to infer the shape of the relationship, several factors may be involved in the result. The diversity index was not an efficient descriptor of biodiversity, the test of the relationship between local and regional richness is a good predictor of ecological processes that influence species richness, has the disadvantage of the need to obtain a large amount of data. / Este trabalho objetiva avaliar a biodiversidade de peixes de riachos da bacia Tocantins e Araguaia e testar a influência relativa dos processos locais e regionais na determinação da riqueza de espécies locais através da análise da relação entre a riqueza de espécies local e a riqueza de espécies regional. Para isso, foram amostrados 18 riachos na bacia do Araguaia e 16 riachos na bacia do Tocantins no estado de Goiás utilizando redes de arrasto. Para análise da biodiversidade foi utilizada a riqueza observada e a regressão linear para avaliar a relação entre a riqueza local e regional. Foram capturados 2919 peixes (1833 da bacia do rio Araguaia e 1082 da bacia do rio Tocantins) distribuídos em cinco ordens, 20 famílias e 85 espécies. Os valores médio do índice de diversidade de Shannon-Wiener foram semelhantes (p>0,098) para os riachos da bacia do Tocantins (H`= 1,784) e Araguaia (H`= 2,254), a uniformidade também apresentou valores semelhantes (p>0,962), no entanto, a riqueza média apresentou valores distintos (p=0,039) para as bacias do Tocantins S= 7,12 e do Araguaia S= 11,38. A riqueza de espécies dos riachos do Araguaia esteve fortemente relacionada a riqueza regional (r² = 0,826; p<0,0001) indicando relação linear e sugerindo que as assembléias locais estão insaturadas. Para os riachos do Tocantins obteve-se uma relação fraca (r²= 0,251; p= 0,047), de forma que não foi possível inferir sobre a forma da relação, pois diversos fatores podem estar envolvidos no resultado obtido. O índice de diversidade não foi um descritor eficiente da biodiversidade, por outro lado, o teste da relação entre a riqueza local e regional é um bom preditor dos processos ecológicos que influenciaram a riqueza de espécies, mas tem como desvantagem a necessidade de se obter grande quantidade de dados.

Made available in DSpace on 2016-08-17T14:53:20Z (GMT). No. of bitstreams: 1 dissertacao Leonardo.pdf: 864322 bytes, checksum: 557c6817aff39c2f398ebe22a59ad5c6 (MD5) Previous issue date: 2012-04-20 / FUNDAÇÃO DE AMPARO À PESQUISA E AO DESENVOLVIMENTO CIENTIFICO E TECNOLÓGICO DO MARANHÃO / Lung cancer is still the leading cause of cancer mortality worldwide, with one of the lowest survival rates after diagnosis. Therefore, early detection is important to increase the chances of curing the patient. The diagnosis is more accurate if the specialist has more information. In view of the above, this work presents a methodology for characterization about the malignancy or benignity of pulmonary nodules, acting as a second opinion for the expert. The methodology was applied in two different databases, one with 73 nodes, 26 malignant and 47 benign, and other with 1034 nodes and 517 malignant and 517 benign. The Diversity Indices of Shannon and Simpson were used as texture descriptors. The features generated were then subjected to the step of feature selection using the stepwise Discriminant Analysis. After this stage, they were classified by the Support Vector Machine (SVM) where we obtained sensitivity of 85.64%, specificity of 97.89% and accuracy of 92.78%. / O câncer de pulmão é ainda a maior causa de mortalidade por câncer em todo mundo, com uma das menores taxas de sobrevida a partir do diagnóstico. Por isso, sua detecção precoce é importante para aumentar a chances de cura do paciente, e de quanto mais informações o médico dispuser, mais preciso será o diagnóstico. Diante do exposto, o presente trabalho apresenta uma metodologia de caracterização de nódulos pulmonares, objetivando se tornar uma ferramenta computacional utilizada para sugerir sobre a malignidade ou benignidade dos mesmos, atuando como uma segunda opinião junto ao especialista. A metodologia foi aplicada em duas bases de dados diferentes, uma com 73 nódulos, sendo 26 malignos e 47 benignos, e outra com 1034 nódulos sendo 517 malignos e 517 benignos. Os Índices de Diversidade de Shannon e de Simpson foram utilizados como descritores de textura. As características geradas foram submetidas à etapa de seleção de características com a utilização da Análise Discriminante stepwise. Após essa etapa foi realizada a classificação pela Máquina de Vetores de Suporte (MVS) onde foram obtidas taxas de sensibilidade de 85,64%, especificidade de 97,89% e acurácia de 92,78%.

Investigating the properties and mechanisms of coordination among neurons plays an important role in understanding how the brain encodes information and performs in thalamocortical processing in the auditory system. Whether the coordinated neuronal spikes in the auditory thalamus enhance the thalamocortical communications in the auditory cortex (AC) is the main concern in this project. Researchers are mostly focusing on the investigation of the V1 and V2 in visual system and corticortical circuits in auditory system using neuronal pairwise correlations as the method. However, what we explored in this project is the coordination among neurons in thalamocortical circuits. we applied the Jensen-Shannon divergence method to measure the similarity between two distributions and analyze the coordination in thalamus neurons and different parts of AC in ascending pathway and descending pathway of auditory system respectively. At the same time, we designed an algorithm to calculated spiking coordination. The result shows that the coordination pattern differs in separate pathway when keeping sound stimulation and basal forebrain (BF) stimulation on or off. In ascending pathway, the coordination in thalamus neurons precedes information to AC when the brain is silent, keeping sound and BF stimulation off. In descending pathway, the coordination mainly in the superficial area of AC precedes information to thalamus. The coordination is lower in the case of keeping sound on. In the future, more data on rats can be verified using our method and algorithm to investigate the coordinated spikes in auditory system. / Att undersöka egenskaperna och mekanismerna för koordination mellan neuroner spelar en viktig roll för att förstå hur hjärnan kodar information och fungerar i talamokortikal bearbetning i hörselsystemet. Huruvida de koordinerade neuronala spikarna i den auditiva thalamus förstärker den talamokortikala kommunikationen i den auditiva cortex (AC) är huvudproblemet i detta projekt. Forskare fokuserar mestadels på undersökningen av V1 och V2 i visuella system och kortikokortikala kretsar i hörselsystemet med hjälp av neuronala parvisa korrelationer som metod. Men vad vi utforskade i detta projekt är koordinationen mellan neuroner i talamokortikala kretsar. vi tillämpade Jensen-Shannon-divergensmetoden för att mäta likheten mellan två distributioner och analysera koordinationen i thalamusneuroner och olika delar av AC i stigande bana respektive fallande bana i hörselsystemet. Samtidigt designade vi en algoritm för att beräkna spikkoordination. Resultatet visar att koordinationsmönstret skiljer sig åt i separata vägar när ljudstimulering och basal framhjärnsstimulering (BF) hålls på eller av. I stigande väg föregår koordinationen i talamusneuroner information till AC när hjärnan är tyst, vilket håller ljud och BF-stimulering borta. I fallande väg föregår koordinationen huvudsakligen i det ytliga området av AC information till thalamus. Koordinationen är lägre när det gäller att hålla ljud på. I framtiden kan mer data om råttor verifieras med vår metod och algoritm för att undersöka de samordnade spikarna i hörselsystemet.