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Fundação de Amparo a Pesquisa do Estado de Minas Gerais Em experimentos que envolvem o princípio do controle local, a determinação mais assertiva dos blocos experimentais é um ponto que se destaca no planejamento experimental. Uma forma interessante de realizar tal procedimento seria a utilização de técnicas que analisam e agrupam regiões do solo que sejam mais semelhantes entre si, definindo assim blocos mais homogêneos. Assim, objetivou-se definir blocos experimentais para experimentos agrícolas utilizando técnicas de geoestatística, análise de componentes principais e técnicas de agrupamento. Foram usados dados de variáveis químicas de solo de um experimento com cana-de-açúcar. As técnicas de geoestatística foram aplicadas de modo a identificar e caracterizar a variabilidade espacial das variáveis químicas, bem como realizar a krigagem em locais não amostrados. Foi aplicado a técnica de análise de componentes principais, visando reduzir a quantidade de variáveis. Por último, a técnica de agrupamento k-means foi usada para formar os blocos usando os componentes principais que explicaram boa parte da variabilidade contida nas variáveis originais. Das 12 variáveis químicas do solo 10 apresentaram dependência espacial sendo os locais não amostrados interpolados via krigagem ordinária. Os dois outros atributos foram interpolados via técnica do inverso da distância. A análise de componentes principais permitiu reduzir a dimensionalidade dos dados de 12 variáveis para duas, explicando 82,27% da variância inicial. A área experimental foi dividida em 2, 3, 4 e 5 blocos através do algoritmo k-means sendo esses de formato e áreas diversas. A metodologia proposta se mostrou eficaz na delimitação dos blocos, uma vez que esses se apresentam bem uniformes para as variáveis químicas de solo. Palavras-chave: variabilidade espacial. Controle local. Precisão experimental. Krigagem. Delineamento experimental. K-means. In experiments involving the principle of local control, the most assertive determination of the experimental blocks is a point that stands out in the experimental design. An interesting way to carry out such a procedure would be the use of techniques that analyze and group soil regions that are more similar to each other, thus defining more homogeneous blocks. Thus, the objective was to define experimental blocks for agricultural experiments using geostatistical techniques, principal component analysis and clustering techniques. Data from soil chemical variables from an experiment with sugarcane were used. Geostatistical techniques were applied in order to identify and characterize the spatial variability of chemical variables, as well as to perform kriging in unsampled locations. The principal component analysis technique was applied, aiming to reduce the number of variables. Finally, the k-means clustering technique was used to form the blocks using the principal components that explained a good part of the variability contained in the original variables. Of the 12 soil chemical variables, 10 showed spatial dependence and the unsampled sites were interpolated via ordinary kriging. The two other attributes were interpolated via the inverse distance technique. Principal component analysis allowed reducing the dimensionality of the data from 12 variables to two, explaining 82.27% of the initial variance. The experimental area was divided into 2, 3, 4 and 5 blocks using the k-means algorithm, with different formats and areas. The proposed methodology proved to be effective in the delimitation of the blocks, since they are very uniform for the soil chemical variables. Keywords: Spatial variability. Local control. Experimental precision. Kriging. Experimental design. K-means. more...

Orientador: Prof. Dr. Paulo Justiniano Ribeiro Jr Tese (doutorado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Tecnologia, Programa de Pós-Graduação em Métodos Numéricos em Engenharia. Defesa : Curitiba, 21/02/2022 Inclui referências Área de concentração: Programação Matemática: Métodos Estatísticos Resumo: Neste trabalho apresentamos uma proposta de especificação de função de covariância para dados multivariados espacialmente contínuos. Este modelo é baseado no produto de Kronecker de matrizes de covariância para campos aleatórios gaussianos. A estrutura é válida para diferentes funções de covariância marginais, possibilitando que diferentes variáveis tenham diferentes estruturas de dependência espacial, o que faz dele mais flexível. O modelo permite que seus parâmetros variem em seus domínios usuais, o que torna a estimação menos restrita quando comparada com outras abordagens clássicas. O tempo computacional para estimação e a fácil generalização para dimensões maiores decorrem de estrutura do modelo. São apresentados resultados teóricos para a função de verossimilhança e as derivadas da matriz de covariância. São relatados resultados de um estudo de simulação, considerando diferentes cenários paramétricos para avaliar as propriedades assintóticas dos estimadores de máxima verossimilhança. Ilustramos o uso do modelo proposto em dois conjuntos de dados da literatura. Para os dados soil250, medidas de adequação, erros de previsão e tempos de estimação são comparados com os obtidos com base em modelos clássicos. O conjunto de dados meuse é utilizado para ilustrar a flexibilidade do modelo em uma análise para quatro variáveis. A estrutura simples do modelo, aliada à interpretabilidade de seus parâmetros e tempos computacionais para inferência fazem deste modelo um candidato promissor para a análise de dados espaciais multivariados. Abstract: In this work we present a proposal for a covariance function specification for spatially continuous multivariate data. This model is based on the Kronecker product of covariance matrices for Gaussian random fields. The structure is valid for different marginal covariance functions, allowing different variables to have different spatial dependence structures, which makes it more flexible. Our model allows its parameters to vary in its usual domains, which makes the estimation less constrained when compared to other classical approaches. The reduced computational times and easy generalization to larger dimensions follows from the model definition. Theoretical results for the likelihood function and the derivatives of the covariance matrix are presented. A simulation study considering different parametric scenarios to evaluate the asymptotic properties of the maximum likelihood estimators, is conducted. We illustrate the proposed model in the literature datasets: soil250, for which adequacy measures, forecast errors and estimation times are compared with those obtained based on classical models, and meuse, for illustrate the flexibility of the model in a four-variate analysis. The simple structure of the model, combined with the interpretability of the parameters and computational time for inference make this model a promising candidate for modeling spatially continuous multivariate data. more...

Orientador: Edson Eiji Matsura Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Agricola Resumo: Diante da importância da necessidade de água para irrigação, torna-se imprescindível a conscientização do produtor rural com relação ao seu manejo racional, pois a irrigação tem sido apontada, ao longo das últimas décadas, como a grande consumidora de água. Diversos trabalhos têm mostrado que a prática do manejo racional da irrigação associada ao sistema plantio direto leva o agricultor a produzir igual ou até mais, em relação ao plantio convencional, com um menor consumo de água, evitando-se assim, o desperdício desse recurso, além de contribuir para o desenvolvimento de uma agricultura sustentável. Entretanto, dependendo do tempo, das condições de implantação e manejo do plantio direto, em muitas lavouras verificou-se um aumento do estado de compactação, com aumento de densidade do solo e da resistência mecânica à penetração, causando perda na produção. Diante do exposto, o objetivo deste trabalho foi avaliar a dependência espacial dos atributos físico-hídricos do solo e da produção, verificando-se as inter-relações destes com a produção de grãos do feijoeiro irrigado sob sistema plantio direto e convencional, e também verificar o uso da técnica Reflectometria no Domínio do Tempo (TDR) no monitoramento da umidade do solo nos mesmos sistemas. Para isso foi semeado o feijão como cultura de inverno durante as safras de 2005 e 2006 em quatro parcelas experimentais conduzidas sob plantio direto e convencional, irrigado e não irrigado. Em cada parcela experimental de dimensões de 20 x 30m, foram definidas malhas de amostragem de 3 x 3m, totalizando 60 pontos amostrais por parcela. O solo das parcelas pertence à classe Latossolos Vermelhos Distroférricos típicos. Nos pontos amostrais foram inseridas sondas de TDR para o monitoramento da umidade do solo, e determinada a condutividade hidráulica saturada, a resistência do solo à penetração e retirada de amostras para a determinação da densidade do solo. Utilizando-se de um nível óptico foi determinada a cota em metros de cada ponto amostral nas parcelas estudadas. A análise da dependência espacial foi avaliada por meio da geoestatística, e os parâmetros dos semivariogramas utilizados para construir mapas de isolinhas utilizando-se do interpolador de krigagem pontual disponível no programa Surfer 8.0. Os principais resultados obtidos indicaram que a calibração da TDR proposta por Topp et al. (1980) como universal, não é adequada para o solo estudado. A técnica da TDR foi eficiente no monitoramento da umidade do solo ao longo do ciclo da cultura do feijoeiro e pode ser empregada no manejo da irrigação, desde que se faça a previa calibração do equipamento para o solo estudado. Os valores de resistência do solo à penetração (RP), para os dois sistemas de manejo do solo aumentaram de uma safra para outra, sendo que no plantio direto este aumento foi superior, ultrapassando os valores de RP do plantio convencional na safra de 2006. Entretanto os valores obtidos não interferiram na produtividade do feijoeiro nos dois sistemas de preparo do solo. Os valores da condutividade hidráulica saturada, para os dois sistemas de manejo do solo aumentaram de uma safra para outra, sendo que na safra de 2006, os valores de condutividade hidráulica saturada para o sistema plantio direto foram superiores ao convencional. Com relação à densidade do solo, na safra de 2005, o plantio convencional obteve menor valor médio, e, na safra 2006, os valores médios da densidade do solo foram os mesmos para os dois sistemas de manejo. Todos os atributos físico-hídricos e a produtividade de grãos apresentaram dependência espacial nos dois sistemas de manejo do solo para as duas safras agrícolas. Com relação às inter-relações entre os atributos estudados e a produção, todas as regressões lineares simples não mostraram correlação com a produção. A regressão linear simples entre os mapas dos atributos estudados e a produção, mostrou-se significativas, com baixos valores de coeficiente de determinação. O melhor resultado obtido foi com a relação densidade do solo e a produção no sistema plantio convencional na safra 2005, com coeficiente de determinação de 43,39 %, ou seja, dentro das variáveis estudadas foi a que melhor explicou a variação da produção. Na busca de um modelo que explicasse a variação da produção em função dos atributos físico-hídricos do solo e da cota do relevo, utilizou-se da regressão linear múltipla pelo método stepwise obtendo-se modelos significativos estatisticamente que explicaram a variação da produção com coeficientes de determinação entre 27,34 % e 71,70 % Abstract: Since last decades irrigation practices are recognized as major water consumers, requiring specific agricultural producers education and awareness on water use and supply. Recent research reports indicate significant water economy, crop yielding as well as contribution to sustainable agricultural development, if direct seedling, when compared with conventional practices, is associated to adequate irrigation management. However, depending on weather conditions as well as on the direct seedling implementation conditions, many crop plantations showed increasing soil bulk density and compaction with increasing soil mechanical resistance to penetration, causing crop production reduction. Based on what it has been exposed before, the objective of this research is to evaluate crop yielding and soil physical-hydric attributes spatial dependence as related to irrigated bean grain production associated to no-tillage and to conventional tillage systems. The Time Domain Reflectometry (TDR) efficiency in the soil moisture monitoring in the same crop systems was also evaluated. Four experimental plots with dimensions of 20m x 30m were seeded with beans in the years and 2005 and 2006 and carried under irrigated and non irrigated conventional as well as no-tillage systems. Each plot was screened with 3m x 3m sampling grids, completing a total of 60 sampling points in each plot. Plot soil was classified as Typical Distroferric Red Latossol. TDR probes were introduced into the soil on each plot to monitor moisture content, also being measured saturated hydraulic conductivity, resistance to penetration and sampling for soil bulk density determination. Elevation of each sampling point was determined by means of an optical instrument and expressed in meters. Spatial dependence analysis was evaluated through geostatistic techniques and the semivariograms parameters were employed to generate isoline maps trough the punctual kriging interpolator of the Surfer 8.0 program. Obtained results indicated TDR calibration as proposed by Topp et al. (1980), considered of universal feature, is not adequate to the soil under study. TDR technique showed to be efficient in monitoring soil moisture content throughout bean plant cycle, being applicable in the irrigation process, since a previous equipment calibration in accordance with soil type under study. Soil resistance to penetration associated to both management systems showed increased value from one harvest to the next one, being greater for no-tillage system, surpassing the RP value associated to the conventional tillage for the year of 2006. However, obtained values do not interfere in the bean plant productivity for both employed growing system. Values saturated hydraulic conductivity had increased from one harvest to the next, observing that for the year of 2006 no-tillage system showed larger values than the conventional one. Conventional tillage showed lower soil bulk density average values for the year of 2005, however these values became the same for both methods in the year of 2006 harvest. All physical-hydric attributes as well as grain productivity presented spatial dependence for both soil cultivation techniques for both harvesting periods. All of simple linear regressions showed no correlation between attributes and bean production. However, simple linear regressions showed to be significant for attribute maps and production, presenting low determination coefficient values. The best observed result was identified to be the soil density related to production for the conventional crop management, showing the determination coefficient of 43,39 %, i.e., which is considered the best explaining production variation variable. In looking for a model explaining production variation as a function of soil physical-hydric attributes and relief elevation by means of multiple linear regression by the stepwise method, statistically significant models which explains production variation between 27,34 % to 71,70 % Doutorado Água e Solo Doutor em Engenharia Agrícola more...

Orientador : Armando Mario Infante Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Matematica, Estatistica e Ciencia da Computação Resumo: O Planejamento da amostragem de uma variável espacial é tratado nessa dissertação usando teoria geoestatística. Planos amostrais para mapeamento de uma variável espacial com semivariograma não-decrescente e isotrópico são definidos em primeiro lugar. Eles levam a um acréscimo relativamente pequeno na variância máxima do erro de predição, se a melhor amostra (malha triangular) for trocada pela malha quadrada, cuja alocação no campo é menos onerosa...Observação: O resumo, na integra, podera ser visualizado no texto completo da tese digital Abstract: This dissertation deals with sampling of a spatial variable using the geostatistical theory. Sample designs for mapping a variable with non decreasing, isotropic semivariogram are first discussed. They cause a slight increase in the maximum error variance of prediction if the best sample configuration (which is a triangular grid) is replaced by a square grid...Note: The complete abstract is available with the full electronic digital thesis or dissertations Mestrado Mestre em Estatística more...

Orientador : Rubens Augusto Camargo Lamparelli Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Agricola Resumo: Variações na produção de uma cultura podem ter como causa alterações ocorridas no solo. A aplicação localizada de insumos, os estudos da variabilidade espaciais dos parâmetros do solo entre outros fatores se tomaram importantes e indispensáveis para o manejo de culturas utilizando-se o conceito de agricultura de precisão. Assim o objetivo geral deste trabalho foi estudar a variabilidade destes parâmetros utilizando-se da estatística clássica e da geoestatística viando o manejo localizado. O experimento foi conduzido em uma área da Usina São João Açúcar e Álcool (SA), localizada no município de Araras, SP.As amostras de solo foram retiradas das profundidades 0-30cm e de 30-60cm. A grade amostral selecionada para o trabalho foi a alinhada, regular, com espaçamento de 50 x 50 metros e bordadura de 25 metros em tomo dos carreadores. Os pontos amostrais foram georreferenciados e as amostras coletadas foram analisadas fisica e quimicamente levantando-se os parâmetros N, P, K, Ca, Mg, AI, S, pH, matéria orgânica, micronutrientes, e aspectos fisicos (% areia,% silte e % argila). Os valores obtidos foram tratados por estatística clássica (coeficiente de variação, média, desvio padrão, assimetria, curtose e normalidade de cada grupo de amostras: 0-30 cm e 30-60 cm). O intuito desta análise foi identificar "outliers" e entender melhor o comportamento das variáveis. A análise espacial foi realizada por meio de geoestatística e geoprocessamento. Os resultados mostraram a importância da análise estatística clássica pois através dela foi possível identificar "outliers" e variabilidade por meio de variância e coeficiente de variação. A constatação dos altos valores foi verificada pelo aspecto espacial ocasionado pela localização em diferentes solos. Sob o ponto de vista de fertilidade a amostragem foi suficiente para concluir que a área não tem deficiência de nutrientes. A análise espacial por geoestatística mostrou também bons resultados ao apresentar semivariogramas consistentes, para quase todos os elementos estudados. Pode-se concluir que a Geoestatística é uma ferramenta importante para a Agricultura de Precisão e assim como para o manejo de culturas Abstract: Variation in crop production could be caused by alterations on soil properties. Site specific management and the study of the spatial variability of soil parameters, among other factors, became important for crop manegement using the precision farming concept. The general goal of experiment was to study the variability of soil parameters using the c1assieal statistie as well as geoestatistic approaehes, aiming the site-specific manegement.The experiment was carried out in an area of the São João Sugar Cane and Alcohol Mill, loeated in the municipal district of Araras, SP. The soil samples were taken at 0-30em and 30-60em depths. The sampling grid selected was sistematic aligned, regularly spaced with 50 x 50 meters and 25 meters of border around the access traeks. The sample points were georeferenced and the colleeted samples were physically and chemically analysed in order to obtain the parameters N, P, K.,Ca, Mg, AI, S, pH, organic matter, micronutrients, and physieal parameters (sand, silt and c1ayeontent). The values were treated using classical statistic (coeffieient of variation, mean, standard deviation, symmetry,curtosis and normality of each group of samples: 0-30 em and 30-60 cm). The objeetive of this analysis was to identify outliers and to understand the behavior of the variables. The spatial analysis was accomplished by using geoestatisties and geoprocessing. The results showed the importanee of the classical statistical analysis , from whieh it was possible to identify outliers and variability through the variance and eoeffieient of variation values. The presence of high values was verified by the spatial aspect caused by the loeation on different soils. Under the fertility point of view it ean be concluded that the sampling scheme was enough to conclude that the area defficiency in nutrients. The spatial analysis using geoestatistic approach also showed good results with consistent semi-variograms, for almost all the elements analysed. It ean be concluded that geoestatisties is an important tool for precision Farming as well as for the crop manegement Mestrado Planejamento e Desenvolvimento Rural Sustentável Mestre em Engenharia Agrícola more...

Orientador: Frésia Soledad Ricardi Torres Branco Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Geociências Resumo: MODELAGEM GEOESTATÍSTICA DE FÁCIES E POROSIDADE PARA O CAMPO DE PEREGRINO, BACIA DE CAMPOS-RJ, BRASIL A modelagem de reservatórios é um passo fundamental no entendimento da distribuição espacial de estruturas sedimentares e propriedades petrofísicas durante a fase de desenvolvimento de um campo. A presente pesquisa propõe a aplicação de ferramentas geoestatísticas como a Simulação Plurigaussiana e a Simulação Sequencial Gaussiana para a modelagem de fácies e estimativa da porosidade efetiva para o Campo de Peregrino, localizado na porção sul da Bacia de Campos. A metodologia inclui 4 etapas principais: (1) determinação de eletrofácies e estimativa de porosidade efetiva usando dados de perfis de poços e testemunhos; (2) interpretação sísmica e construção do arcabouço estratigráfico; (3) modelagem geoestatística de eletrofácies e porosidade efetiva; e (4) avaliação dos modelos de simulação. As leituras dos perfis de poços e a interpretação sísmica permitiram uma compartimentação do intervalo do reservatório em dois níveis estratigráficos com características deposicionais e petrofísicas distintas, separadas por uma superfície selante. O intervalo superior apresenta melhores características de reservatório, tendo um padrão de deposição amalgamado com menor volume de argila e maior porosidade efetiva que o intervalo inferior. A porosidade média obtida para o campo foi de 25%, chegando a até 39% na eletrofácies reservatório. Para avaliação dos resultados das simulações, foi realizado um blind test em 3 poços dos 34 disponíveis no conjunto de dados. Os produtos das simulações estocásticas foram posteriormente comparados aos valores originais desses 3 poços de controle por meio da análise de matrizes de erro. O modelo de simulação de eletrofácies apresentou um percentual de sucesso de 76% na representação dos dados de condicionamento global, descrevendo eficientemente o padrão deposicional dos corpos sedimentares ao longo do campo. Os resultados do blind test comprovaram a eficiência do algoritmo de simulação plurigaussiana na reprodução das características da distribuição original ao longo da malha de simulação, apresentando até 95% de precisão em relação aos dados condicionantes da eletrofácies reservatório nos locais dos poços de validação. A distribuição das probabilidades das simulações de porosidade efetiva ao longo do campo mostrou uma forte correlação entre esta variável e a distribuição da eletrofácies reservatório, obtendo um resultado esperado para campos similares relatados na literatura. Palavras-chave: Modelagem de Reservatórios, Simulação Sequencial Gaussiana, Simulação Plurigaussiana, Campo de Peregrino, Bacia de Campos Abstract: GEOSTATISTICAL MODELING OF FACIES AND POROSITY FOR THE PEREGRINO FIELD, CAMPOS BASIN-RJ, BRAZIL The reservoir modeling is a fundamental step in understanding the spatial distribution of sedimentary structures and petrophysical properties during the development phase of a field. The present research proposes the application of geostatistical tools such as Plurigaussian Simulation and Gaussian Sequential Simulation for the facies modeling and effective porosity estimation in the Peregrino Field, located in the southernmost portion of the Campos Basin. The methodology includes 4 main steps: (1) facies determination and effective porosity estimation using core-log data; (2) seismic interpretation and stratigraphic framework building; (3) geostatistical modeling of facies and effective porosity; and (4) assessment of the simulation models. The well log readings and seismic interpretation allowed a compartmentalization of the reservoir interval in two stratigraphic levels with distinct depositional and petrophysical characteristics separated by a sealant surface. The upper interval presents better reservoir characteristics, having an amalgamated deposition pattern with lower clay volume and effective porosity higher than the lower interval. The average porosity obtained for the field is 25% with up to 39% in the reservoir facies. To test the results, a blind test selected 3 wells from the 34 available in the data set. The products of the stochastic simulations were later compared to the original values of these 3 control wells by means of the analysis of error matrices. The facies simulation model presented a success rate of 76% in the representation of the global conditioning data, efficiently describing the depositional pattern of the sedimentary bodies along the field. The results of the blind test proved the efficiency of the plurigaussian simulation algorithm in the reproduction of the characteristics of the original distribution along the simulation grid, presenting up to 95% accuracy in relation to the conditioning data of the reservoir facies at the well locations. The probabilities distribution of effective porosity simulations along the field showed a strong correlation between this variable and the distribution of reservoir facies obtaining an expected result for similar fields reported in the literature. Palavras-chave: Reservoir Modeling, Gaussian Sequential Simulation, Plurigaussian Simulation, Peregrino Field, Campos Basin Mestrado Geologia e Recursos Naturais Mestre em Geociências Funcamp 4884 more...

Orientador: Armando Zaupa Remacre Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica Resumo: Neste trabalho, avalia-se a técnica da Krigagem Fatorial na filtragem de atributos sísmicos aplicada à caracterização de reservatórios. A decomposição por Krigagem Fatorial opera no domínio do espaço de forma análoga à análise espectral no domínio da freqüência. Discute-se a incorporação dos atributos filtrados via krigagem com deriva externa e krigagem colocalizada na estimativa de propriedades do reservatório, avaliando-se, ainda, o impacto da filtragem dos atributos no cálculo do volume poroso total do reservatório por meio de análises comparativas das curvas de volume de risco obtidas via simulações estocásticas condicionais com variável colocalizada e simulações estocásticas com deriva externa. Os resultados obtidos atestam a eficiência da Krigagem Fatorial na filtragem de imagens de atributos sísmicos. A filtragem ressalta o caráter geológico dessas imagens e melhora as correlações entre os atributos e os dados de poços, otimizando as estimativas das propriedades reservatório obtidas com a incorporação dos atributos pós-filtragem além de minimizar as diferenças entre as estimativas obtidas por Krigagem com deriva externa e Krigagem colocalizada Abstract: In this dissertation the Factorial Kriging analysis for the filtering of seismic attributes applied to reservoir characterizatÍon is considered. Factorial Kriging works in the spatial domain in a similar way to the Spectral Analysis in the frequency domain. The incorporation of filtered attributes via External Drift Kriging and Collocated Cokriging in the estimate of reservoir characterization is discussed. Its relevance for the reservoir porous volume calculation is also evaluated based on comparative analysis of the volume risk curves derived from stochastic conditional simulations with collocated variable and stochastic conditional simulations with external drift. Results prove Factorial Kriging as an efficient technique for the filtering of seismic attributes images, of which geologic features are enhanced. The attribute filtering improves the correlation between the attributes and the well data and the estimates of the reservoir properties. The differences between the estimates obtained b External Drift Kriging and Collocated Cokriging are also reduced. Mestrado Mestre em Ciências e Engenharia de Petróleo more...

Orientador: Armando Zaupa Remacre Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Geociencias Resumo: O objetivo principal desse trabalho foi desenvolver um algoritmo para o Modelo de Simulação Estocástica Plurigaussiano Truncado e validá-lo para condições de geologia complexa. Para essa validação selecionou-se um reservatório pertencente à zona petrolífera de Aux Vases (Campo de Rural Hi1l, Illinois, USA). Da interpretação geológica 2D, descrita por WEIMER et a!. (1982), foram retirados três conjuntos de amostras, com diferentes escalas de detalhamento. Os conjuntos de amostras foram usados para condicionar a simulação e refinar as estimativas da matriz de proporções, usada para truncar as funções aleatórias (FA) gaussianas. As proporções das fácies foram tratadas de forma nãoestacionárias O Modelo Plurigaussiano Truncado é uma extensão do Gaussiano Truncado (GT), onde se tem a possibilidade de usar várias FA gaussianas combinadas linearmente ou não. Essa particularidade dá ao modelo a possibilidade de simular diversas fácies com estruturações espaciais variáveis, aliada a simplicidade do GT. A referida interpretação, usada como modelo de validação, foi escolhida por apresentar um conjunto de canais de maré de direção NW /SE cortando uma seqüência de cordões litorâneos de direção NE/SW, intercalados por fácies impermeáveis. Essas características de estruturação espacial das fácies sedimentares serviram para avaliar adequadamente o modelo de simulação. Na simulação foram usadas duas FA gaussianas independentes e para a estratégia dos truncamentos usou-se o "modelo erosivo". Também foram rodadas simulações não condicionais utilizando FA gaussianas combinadas linearmente e com diferentes coeficientes de correlação. São comentadas as influências de alguns parâmetros (número de FA gaussianas, coeficiente de correlação, estratégia dos truncamentos, etc.) no resultado da simulação, assim como o significado físico desses parâmetros sob o ponto de vista geológico. Ao longo do trabalho é mostrado, passo a passo, através de um exemplo, a parte teórica do modelo, a partir do qual é possível montar um algoritmo para o Plurigaussiano Truncado. Como conclusão do trabalho, pode-se afirmar que, mesmo com um algoritmo simplificado e um modelo geológico bastante complexo, obtivemos bons resultados com a Simulação Plurigaussiana Truncada Condicionada Abstract: The goal of this work was a development of an algorithm for the Truncated Plurigaussian Stochastic Simulation and its vaIidation in a complex geologic modeI. The reservoir data comes from Aux Vases Zone at Rural Hill Field in l11inois, USA, and from the 2D geological interpretation , described by WElMER et aI. (1982), three sets of samples, with different grid densities ware taken. These sets were used to condition the simulation and to refine the estimates of the non-stationary matrix of facies proportions, used to truncate the gaussian random functions (RF). The Truncated Plurigaussian Model is an extension of the Truncated Oaussian Model (TO). ln this new model its possible to use several gaussian RF lining combined or not. This particularity gives to the model the possibility to simulate several facies with different spatial structures, associated with the simplicity of TO. The geological interpretation , used as a validation model, was chosen because it shows a set of NW/SE elongated tidaI channels cutting the NE/SW shoreline deposits interleaved by impermeable facies. These characteristics of spatiaI structures of sedimentary facies served to evaluate the simulation modeI. Two independent gaussian RF were used, as welI as an "erosive model" as the truncation strategy. Also, non-conditionaI simulations were proceeded, using linearly combined gaussians RF with varying correlation coefficients. lt was analyzed the influence of some parameters like: number of gaussians RF, correlation coefficient, truncations strategy, in the outcome of simulation, and also the physical meaning of these parameters under a geological point of view. lt was showed, step by step, using an example, the theoretical model, and how to construct an algorithm to simulate with the Truncated Plurigaussian Model. The conc1usion of this work was that even with a plain algorithm of the ConditionaI Truncated Plurigaussian and a complex geologicaI model it's possible to obtain a usefulness product Mestrado Geoengenharia de Reservatórios Mestre em Geociências more...

Orientador: Armando Zaupa Remacre Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Geociencias Resumo: As heterogeneidades de grande escala em reservatórios, como a arquitetura de fácies, ou as heterogeneidades estruturais presentes em diversas escalas, como a distribuição espacial das fraturas, possuem grande influência no comportamento do fluxo de fluidos. Neste trabalho, estudou-se um método para simular e avaliar processos pontuais aplicados à caracterização de reservatórios, com ênfase na modelagem geométrica de lineamentos, num campo naturalmente fraturado. A população de fraturas pode ser avaliada pela relação de modelos estocásticos, dos tipos boo1eano ou marked point process, onde a localização dos pontos médios de cada fratura, é dada por um processo de Poisson duplamente estocástico. O algoritmo proposto para avaliar a intensidade dos processos pontuais é efetuado dividindo-se um espaço bidimensional em um conjunto de células disjuntas regulares, contando-se o número de pontos pertencentes à cada célula. Primeiramente, os modelos estocásticos são descritos, juntamente com exemplos e aplicações. Posteriormente, apresentam-se os algoritmos e métodos utilizados na construção de modelos em 2D, para simulação de processos de Poisson, Poisson regionalizado, Cox e Neyman-Scott. Por fim, experimentos de validação, aplicados a um conjunto de dados de fotolineamentos, colocam em prática os algoritmos e métodos propostos Abstract: Large-scale reservoir heterogeneity, like fades architecture, or structural heterogeneity ranging from soort to large-scale, for instance, fractures and faults, manifest geometric characteristics that strongly affects the oil recovery. In this work, a method is studied to evaluate and simulate point processes applied for reservoir characterization with emphases in geometrical modeling of lineaments in a naturally fractured reservoir. The fault and fracture network can be evaluated by means of stochastic realizations of Boolean model or marked point processo The location of the middle point of eachfracture is regarded as a realization of a doubly stochastic Poisson processo The proposed algorithm for evaluating the point density of the process is performed by dividing the 2D space into regular cells and counting the number of point occurrences in each cell.Firstly, the stochastic models are described and examples are given. Afterwards, the algorithms and metoods used in constructing the 2D models for simulation of Poisson point process, Poisson point process with regionalised intensity, Cox and Neyman-Scott are presented. Finally, a validation experiment applied for lineaments interpreted from aerial photographs put in practice the algorithms and methods studied. Mestrado Mestre em Geociências more...

Orientadores: Ademir Jose Petenate, Saul Barisnik Suslick Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Matematica, Estatistica e Ciencia da Computação Resumo: Os Métodos Geoestatísticos conseguem juntar o aspecto espacial (topológico) com o aspecto aleatório (probabilístico) das variáveis regionalizadas. Existem muitos métodos geoestatísticos univariados de análise, mas a literatura em geoestatística multivariada não é muito extensa. O objetivo deste trabalho foi realizar um estudo de métodos de predição geoestatísticos multivariados, apresentando-os, na medida do possível, de maneira simples. Para predição de variáveis regionalizadas, fizemos um estudo sobre a Cokrigagem. Uma alternativa é realizar a predição com o auxílio da técnica de Análise de Componentes Principais (no caso de suposição de correlação intrínseca), proposta por Davis & Greenes (1983). Para incorporar a característica espacial do fenômeno na análise, podemos estudar a decomposição de uma variável regionalizada em diferentes estruturas espaciais. Isso é possível através da Análise de Krigagem Fatorial, proposta por Matheron (1982), e pela Análise baseada no Variograma Multivariado, proposta por Bourgault & Marcotte (1991). Como ilustração, foi apresentado também a Análise Fatorial Espacial, proposta por Grunsky & Agterberg (1988). Para ilustrar as técnicas de Krigagem, de Cokrigagem e de Análise de Componentes Principais na estimação de uma variável regionalizada, realizamos uma comparação através de um conjunto de dados reais. Abstract: Geostatistical methods are able to join spatial (topologic) feature with random (probabilistic) feature of the regionalized variables. There are several univariate methods of analysis in geostatistical literature, but the multivariate ones are not covered extensively. This work's purpose was to present brief1y some multivariate prediction methods and to perform some comparison between them. To make predictions of the regionalized variables, we studied the Cokriging. In the intrinsic correlation case, Principal Component Analysis (Davis & Greenes, 1983) was combined with Kriging as an alternative way. We studied a regionalized variable decomposition in different spatial structures to incorporate spatial characteristic of phenomenon in the analysis. This was possible through Factorial Kriging Analysis (Matheron, 1982) and Multivariable Variogram (Bourgault & Marcotte, 1991). As illustration we presented also the Spatial Factor Analysis (Grunsky & Agterberg, 1988). To illustrate the Kriging, Cokriging and Principal Component Analysis techniques of regionalized variables predictions, we performed a comparison between them through a real data set. Mestrado Mestre em Estatística more...

Orientador : Armando Zaupa Remacre Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Geociencias Resumo: Nesta dissertação é apresentada uma metodologia para estimativa de reservas de minério de ferro, utilizando dados mineralógicos representados pelo mineral hematita especular. No procedimento sugerido, os métodos geoestatísticos de estimativa por krigagem e de simulação condicional são usados para caracterizar a variável mineralógica hematita especular em modelos de blocos. Teores de corte e reservas recuperáveis são determinados pelas funções de recuperação teor médio e tonelagem de minério, assumindo que a especificação requerida das reservas, em termos do teor médio de hematita especular, já esteja estabelecida. Os resultados de teores de corte e de reservas recuperáveis dos modelos de krigagem e de simulação condicional são comparados e demonstram que existem diferenças significativas entre estes modelos. A metodologia foi aplicada em um depósito de minério de ferro do Quadrilátero Ferrífero e se justifica pela influência da hematita especular no desempenho dos processos industriais e nas propriedades fisicas dos produtos de minério de ferro Abstract: This dissertation presents a methodology to estimate iron ore reserves, by using mineralogical data represented by the mineral specular hematite. In the suggested procedure, the geostatistical methods of kriging and conditional simulation are used to characterize the mineralogical variable specular hematite in block models. Cut-off grades and recoverable reserves are determined by using the recovery functions average grade and ore tonnage, adopting, as an assumption, that the required specification of the reserves is already established, in terms of the average of the specular hematite content. The results of cut-off grades and recoverable reserves fi-om the krigged model and fi-om the conditional simulation model are compared and they show significant differences between these models. The methodology was applied in an iron ore deposit located in the Iron Quadrangle and it is justified due to the influence of the specular hematite in the performance of the industrial processes and in the physical properties of the iron ore products Mestrado Administração e Politica de Recursos Minerais Mestre em Geociências more...

Orientadores: Constantino Tsallis, Claudio Bettini Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Geociencias Resumo: A geometria fractal vem sendo utilizada cada vez com maior freqüência para caracterizar e descrever os fenômenos geológicos. A sua aplicação se estende desde o ponto de vista microscópico, como análise de lâminas delgadas de rochas, estudos de percolação de fluidos e estudos de características de sedimentação, até o entendimento de processos macroscópicos, como distribuição de padrões de fraturamento para análises tectônicas ou então geração de distribuições de propriedades petrofísicas para estudos de fluxo de fluidos em meios porosos. Este último tópico é o tema principal desta tese. Estudamos as principais propriedades de famílias de funções conhecidas por movimento Browniano fractal (mBf) e ruido Gaussiano fractal (rGf) , com vistas à sua utilização para o modelamento de perfis elétricos, acústicos e radioativos de poços, determinando as características destas distribuições a partir da técnica estatística da análise RIS, que fornece o parâmetro H, expoente de Hurst, que caracteriza a intermitência destes processos. Com o valor de H realizamos interpolações estocásticas de propriedades de rochas, estimando valores em pontos não amostrados, que respeitam as características estruturais expressas nos perfis dos pontos amostrados pelos poços. A malha pode ser refinada para atender às necessidades da simulação de fluxo. O algoritmo utilizado para este fim é uma modificação do processo de adições sucessivas aleatórias proposto por Voss (1988), com a particularidade de condicionar a simulação estocástica aos dados disponíveis. Em seu estágio atual, o algoritmo realiza uma simulação 2-D. Concluimos que as distribuições fractais têm aplicabilidade nos estudos de reservatórios de petróleo e que as técnicas da análise RIS e da simulação estocástica via adições sucessivas aleatórias modificado, em combinação com técnicas geoestatísticas como a variografia e a krigagem, são ferramentas de grande utilidade para a caracterização de propriedades geológicas na escala de simulação de fluxo. A tese está organizada como segue: o primeiro capítulo aborda os principais conceitos de fractais, os métodos de medida da dimensão fractal e algumas aplicações mais recentes na área das geociências; o segundo capítulo trata das propriedades das famílias de funções mBf e rGf; o terceiro capítulo estuda os processos dinâmicos e, em particular, a equação logística, para a calibração da análise RIS, cujas características constituem o tema central do capítulo quarto, que também mostra sua aplicação aos perfis elétricos de poços; no capítulo cinco são apresentados os conceitos de interpolação por krigagem e por simulação estocástica, com sua aplicação para gerar parâmetros petrofísicos em pontos não amostrados dos reservatórios Abstract: The fractal concepts have been increasingly used to characterize and describe geological phenomena. Their applicability extends from the microscopic scale, such as thin section analysis, fluid percolation and sedimentological studies, to the macroscopic scale processes, such as the pattern of fracture distribution for tectonic analysis or generation of petrophysical property distributions to improve the knowledge and simulation of fluid transport in porous media. The latter subject constitutes the main goal of the present thesis. We study the main features of a family of functions, referred to as fractional Brownían motion (fBm) and fractional Gaussian noise (fGn) by Mandelbrot and Van Ness (1968), and use them as a model for wireline welllogs run in petroleum reservoirs. These distributions have the property of being statistically well characterized by the parameter H, the Hurst exponent, which measures the intermittency of the processo By using the H value, we are able to perform a stochastic interpolation of rock properties, estimating values of these properties in unsampled points. These estimates preserve the structural features of the well logs from the sampled points. The interpolation grid can be refined to satisfy the requirements of the fluid flow simulators, minimizing the undesirable aspects of the scaling up procedures. The algorithm implemented in this work is a modification introduced in the so-called successive random additions algorithm, after Voss (1988), which has the peculiarity of conditioning the stochastic simulation to the original data. Another improvement of the algorithm is the ability of controling the distance of information influence, by means of a parameter /l. In the present stage, the code provides 2-D simulations only. We conclude that fractal distributions are suitable for hydrocarbon reservoir studies, and the techniques of RIS analysis and stochastic simulation via generalized successive random additions, combined with geostatistical tools such as variography and kriging, can be used to generate petrophysical property distributions and parameters to feed fluid flow simulators Mestrado Geoengenharia de Reservatórios Mestre em Ciências more...

Orientador: Armando Zaupa Remacre Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica e Instituto de Geociencias Resumo: Uma modelagem geológica consistente é necessária para que se possa avaliar os reservatórios de petróleo. No caso de campos maduros, existe uma expressiva quantidade de óleo remanescente e, muitas vezes, com boa capacidade de ser recuperado. Para tanto, faz-se uso de técnicas geoestatísticas para construção de modelos sólidos que permitam localizar e quantificar essas acumulações de óleo. Sabe-se que no estudo de caracterização de reservatórios a modelagem litológica é uma etapa essencial, pois ela servirá de base e guiará a modelagem das propriedades petrofisicas. Neste trabalho, propõe-se verificar o impacto na modelagem litológica, mais especificamente no volume de fácies reservatórios, utilizando-se determinados algoritmos de simulação estocástica, como: simulação seqüencial indicatriz, simulação gaussiana truncada e simulação plurigaussiana. O estudo englobou desde a etapa de tratamento de dados, com o processo de mudança de suporte, até o estudo de conectividade das fácies reservatório, por meio do algoritmo de Hoshen-Kopelman. Como resultado, foi possível observar que o algoritmo de simulação plurigaussiana mostrou-se com melhor capacidade de reproduzir as características iniciais do reservatório pelo fato de condicionar os resultados à proporção dos litotipos, matriz de proporção da área e regra de litologia, diferente do algoritmo de simulação seqüencial indicatriz que leva em consideração somente a proporção de fácies, igualmente distribuída para toda a zona do reservatório. Observou-se ainda que o algoritmo de simulação Gaussiano truncado, da maneira que foi implementado no programa utilizado, não traria resultados condizentes com os dados originais Abstract: A consistent geologic modeling is necessary to evaluate the petroleum reservoirs. In mature field, a large amount of remaining oil exists and, many times, with good capacity of being recovered. For this, geostatistical techniques are used for construction of solid models that allow to locate and to quantify this remaining oil. In a reservoir characterization study, the lithologic modeling is an essential stage because it will be the basis to the petrophysical properties modeling. This thesis proposes evaluate the proportionate impact for the algorithms of stochastic simulation (sequential indicator simulation, truncated gaussian simulation and plurigaussian simulation) in the reservoirs characterization, more specifically, in the volume of reservoir facies. The study passed through the handling data stage, with the upscaling process, until the connectivity study ofthe reservoir facies with the Hoshen-Kopelman algorithm. As results, it was possible to note that the plurigaussian simulation algorithm presented better capacity to reproduce the initial reservoir characteristics because it respect the lithofacies proportion, proportion matrix and the lithotype rule, different of sequential indicator simulation algorithm that takes in consideration only the facies proportion, equally distributed for all reservoir zones. It was still observed that the truncated gaussian simulation algorithm, in the way that it was implemented in the used software, wouldn't bring suitable results with the analyzed data Mestrado Reservatórios e Gestão Mestre em Ciências e Engenharia de Petróleo more...

Orientador: João Bertoldo de Oliveira Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Agricola Doutorado

Orientadores: Carlos Roberto de Souza Filho, Michael James Friedel Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Geociências Resumo: Esta tese de doutorado tem como objetivo aprofundar o conhecimento sobre as relações das propriedades físico-quimicas do solo com a morfometria do relevo, buscando quantificar essas relações para a construção de modelos conceituais e preditivos. Mapas auto-organizáveis e modelos de sistemas de informação geográfica foram utilizados para investigar as relações não lineares associadas ao intemperismo químico e físico, fatores associados a fenômenos hidrológicos e à evolução dos solos. Três estudos de caso são apresentados: o intemperismo químico de solo no estado do Paraná (22 variáveis e 304 amostras), o transporte físico de sedimentos em Poços de Caldas (9 variáveis e 29 amostras), e hidroquímica de aqüíferos na Formação Serra Geral no Estado do Paraná (27 variáveis e 976 amostras). O método combinando simulação estocástica e mineração de dados permitiu explorar as relações entre relevo, granulometria e geoquímica dos solos. Regiões mais elevadas e com morfometria convexa apresentaram alta denudação de elementos móveis (e.g., Ca) e baixa de elementos pouco móveis (e.g., Al). O mesmo padrão foi observado para granulometria de solos, ou seja, alta proporção de areia em áreas altas e convexas da bacia e altos teores de argila, com baixa condutividade hidráulica, em regiões convexas próximas aos canais de drenagem. O comportamento espacial da hidroquímica das águas do aqüífero Serra Geral apontou áreas de potencial conectividade entre aqüíferos, áreas de recarga recente e de alto tempo de residência. Foram construídos modelos preditivos não tendenciosos das propriedades do solo em subsuperfície partindo da premissa de que o intemperismo e a morfometria se relacionam através de um processo duplamente dependente, onde a denudação física e química atua no delineamento do relevo e a morfometria do terreno é um fator que caracteriza as condições físico-químicas do solo Abstract: This Doctoral thesis aims to explore the relationship between soil physical-chemical properties and relief morphometry, and quantifying these relationships to build conceptual and predictive models. Self-organizing maps and Geographic Information Systems modeling are here used to investigate nonlinear correlations associated with chemical and physical denudation; which are factors connected with hydrological phenomena and soil evolution. Three study cases are presented: soil chemical weathering within the limits of the Parana State, southern Brazil (22 variables and 304 samples), physical transport of sediments in the alkaline intrusive complex of Poços de Caldas, southeastern Brazil (9 variables and 29 samples), and hydrochemistry of Serra Geral aquifers also in the Parana State (27 variables and 976 samples). The method combining stochastic simulation and data mining allows exploring the relationships between topography, soil texture and soil geochemistry. In the Parana State, higher regions and areas with convex morphometry shows, respectively, higher and lower denudation rates of mobile (e.g., Ca) and less mobile (e.g., Al) elements. The same pattern is observed for soil particle size. In this case, high proportion of sand is found in highlands and convex areas inside the basin, and high clay content, with low hydraulic conductivity, occurs in convex regions, near drainage channels. The spatial behavior of the Serra Geral aquifer?s hydrochemistry pointed out to areas with potential connectivity with the Guarani aquifer system, recent recharge areas, and long-standing waters. Predictive, unbiased models are built for soil properties on the premise that weathering and morphology are related through a two-way dependent process, where the physical and chemical denudation delineates the elevations of the land surface, and terrain morphometry is a factor that characterizes the physical-chemical conditions of the soil Doutorado Geologia e Recursos Naturais Doutor em Ciências more...

Orientador: Rubens A. C. Lamparelli Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Agricola Resumo: Apesar do milho "safrinha" já representar uma grande proporção do milho produzido no Brasil e ter tido um significativo aumento de produtividade nos últimos anos, esta cultura ainda é relacionada ao baixo uso de tecnologia e à baixa produtividade. A primeira etapa deste estudo analisa as estatísticas e as relações entre os seguintes itens de verificação da qualidade das lavouras: data de semeadura; cobertura morta do solo; espaçamento das entrelinhas; estande e população de plantas; plantas problema; espaços entreplantas; infestação de ervas daninhas e perdas de colheita. A segunda etapa analisou a correlação espacial destas variáveis entre os diferentes talhões amostrados e mapeou a sua distribuição através das ferramentas da geoestatística na região do Médio Paranapanema. Na terceira etapa as variáveis foram utilizadas como critérios em uma avaliação multicriterial gerando um mapa de qualidade das lavouras. O método de polígonos de Thiessen foi utilizado no desagrupamento das estatísticas básicas (média, variância, assimetria), minimizando os problemas originados pela não aleatoriedade espacial da amostragem. O sistema de Plantio Direto (PD) foi discriminado estatisticamente do sistema de Preparo Convencional (PC) através de diversas variáveis, mas apenas a cobertura morta discriminou o PD da Semeadura na Palha de Inverno (SPi) e do PC. Oitenta e cinco por cento dos talhões avaliados tinham estande dentro dos limites aceitáveis e boa distribuição de plantas. Sessenta por cento dos itens de verificação apresentaram continuidade espacial entre talhões, o que permitiu o mapeamento através de krigagem ordinária. As áreas não ocupadas com milho foram retiradas da análise espacial utilizando-se uma máscara do uso da terra produzida pela classificação de imagens de satélite. A análise multicriterial (MCE) combinou o processo de análise hierárquica (AHP), para dar pesos aos critérios, e conjuntos fuzzy, para normalizar os critérios, possibilitando a avaliação e o mapeamento da qualidade das lavouras de milho "safrinha" em uma área de 1.577 km2. Palavras chaves: sistemas de preparo de solo; auditoria de qualidade; polígonos de Thiessen; sistemas de suporte a decisão; processo de análise hierárquica (AHP) Abstract: Even though off-season or winter maize ("safrinha") today accounts for a large fraction of Brazilian maize production, and has displayed a significant increase in yield during the past few years, this crop is still associated with low technology and low yield. The first part of this study analyzes the statistics and relations among several variables of agricultural quality (items of quality verification): planting date; crop mulch cover; row spacing; plant stand and population; problem plants; plant spacing; weed infestation; harvest losses. The second part analyzes the spatial correlation of these variables among different plots sampled and maps the distribution by using spatial statistical tools in the Middle Paranapanema River Valley. In the third part, the variables were used as criteria in a multicriteria evaluation (MCE) that created an agricultural quality maps. Thiessen polygons were used to declustering the basic statistics (mean, variance, coefficient of skewness), minimizing problems introduced by non-random spatial sampling. No-tillage cultivation was statistically discriminated from conventional tillage by several variables, but only crop mulch cover separated no-tillage from winter crop mulch cultivation and conventional tillage. Eighty-five percent of plots studied had stands within acceptable limits and displayed good distribution of plants. Sixty percent of the variables showed spatial continuity among the plots, which permitted mapping by use ordinary kriging. Areas not planted in maize were removed from the spatial analysis using a mask of land use produced by a classification of satellite imagery. Multicriteria evaluation (MCE) combined the Analytic Hierarchy Process (AHP) to weight the criteria, and fuzzy sets were used to normalize the criteria, permitting the evaluation and mapping of agricultural quality of off-season ¿safrinha¿ maize in an area of 1,577 km2. Index terms: tillage systems; quality audit; Thiessen polygons; decision making; analytic hierarchy process (AHP) Doutorado Planejamento e Desenvolvimento Rural Sustentável Doutor em Engenharia Agrícola more...

Orientador: Alexandre Campane Vidal Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica e Instituto de Geociências Resumo: O presente trabalho foi direcionado para a caracterização e modelagem geológica do reservatório turbidítico do Campo de Namorado. Visto que os depósitos de hidrocarbonetos formaram-se a partir de processos sedimentares e tectônicos complexos que atuaram durante milhões de anos nas bacias e que as informações obtidas destes depósitos são bastante restritas, tornou-se consensual a idéia de que a integração de metodologias e ferramentas possibilita a melhor compreensão dos reservatórios e de suas heterogeneidades. Neste trabalho optou-se por integrar os dados oriundos da geofísica de perfis de poços e dos testemunhos, através dos métodos geoestatísticos de modelagem estocástica com o intuito de gerar modelos equiprováveis do Campo de Namorado que auxiliarão no entendimento da distribuição das principais unidades do reservatório que influenciam na estimativa do volume de óleo. A análise faciológica teve como enfoque os métodos qualitativo, apoiado na descrição das 29 litofácies descritas nos testemunhos, e quantitativo, baseado nas análises dos perfis geofísicos de 54 poços. Com base nesta correlação rocha-perfil, as fácies arenito, arenito argiloso, carbonato e folhelho foram definidos como sendo os prováveis litotipos presentes no reservatório. Para a modelagem geológica e estrutural do Campo de Namorado todos os dados disponíveis foram tratados com o auxílio de um software de modelagem de reservatórios. As etapas de trabalho foram: delimitação de topo e base dos 54 poços do reservatório; interpretação dos três ciclos deposicionais; identificação das falhas; e, por fim, geração de um grid 3D que servirá como base para a realização das modelagens estocásticas subseqüentes. Com a aplicação do método estocástico de simulação seqüencial de indicatriz, foi definida a distribuição espacial das fácies. As propriedades de porosidade efetiva e saturação de água, relacionadas a cada litotipo, foram modeladas a partir da técnica de simulação gaussiana seqüencial. A definição destes parâmetros possibilitou a obtenção do volume de óleo in situ do Campo de Namorado. Como resultados finais foram obtidos vários modelos equiprováveis que representam toda a estrutura do reservatório e possibilitam a quantificação da incerteza associada à estimativa do volume de óleo Abstract: This work focused the geologic characterization and modeling of the Namorado Oil Field. Sedimentary and tectonic complex processes formed the hydrocarbon deposits for millions of years in the basins, but the information obtained from these deposits is very narrow. In this matter, the opportunity to study the integration of methodologies and tools enables a better understanding of the reservoirs and their heterogeneity. This work integrates the data derived from well logs and cores by the geostatistical methods of stochastic modeling to generate equiprobable models of the Namorado Oil Field, which will assist in the understanding of the distribution of the main reservoir units that influence in the oil volume estimation. The faces analysis used the qualitative method, based on the description of 29 lithofacies described in the cores, and the quantitative method, supported by the well log analysis of 54 wells. Based on this correlation between logs and rocks, was defined as probable reservoir litotypes the faces sandstone, shaly sandstone, carbonate and shale. For the geologic and structural modeling of the Namorado Oil Field all the available data were processed with the aid of a reservoir modeling software. The steps of the work were: delimitation of the top and bottom of the 54 reservoir wells; the interpretation of the three depositional cycles; the identification of failures; and, finally, the generation of a 3D grid for the base of the stochastic modeling. The application of the stochastic method of sequential indicator simulation defined the spatial distribution of the faces. In the other hand, the properties of effective porosity and water saturation related to each lithotype were modeled using the technique of sequential Gaussian simulation. The definition of these parameters allowed the oil volume estimation of the Namorado Oil Field. As a final result, several equiprobable models were obtained representing the entire structure of the reservoir and allowing the uncertainty quantification associated with oil volume computation Mestrado Reservatórios e Gestão Mestre em Ciências e Engenharia de Petróleo more...

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior A produção agrícola é uma das vias utilizadas para a melhoria da economia não só de cidadãos comuns, mas também de um país, devido à crescente procura de alimentos associada ao crescimento populacional.Assim, a aposta de grandes agricultores está na melhoria das técnicas de produção agrícola, tendo em conta não só o ganho financeiro, mas também a diminuição do impacto ambiental. A análise da variabilidade dos atributos do solo tem sido um dos focos para melhor controlar o uso dos insumos agrícolas. Contudo, poucos trabalhos focaram o efeito que a variabilidade espacial conjunta desses atributos tem no delineamento de zonas de manejo. Pelo exposto, o objetivo deste trabalho foi utilizar a geoestatística multivariada para o delineamento de zonas de manejo, considerando a variabilidade espacial conjunta de atributos que sabiamente têm efeito na produtividade de uma cultura. Foram identificados pares de atributos químicos que, por meio do algoritmo Fuzzy c-means, permitiram o mapeamento de zonas de manejo. O número ótimo de zonas de manejo de cada par de atributos, considerando três cenários diferentes, nomeadamente 100%, 75% e 50% de pontos amostrados dos atributos primários, foi determinado após a avaliação conjunta das funções Índice de Performance Fuzzy (FPI) e Entropia de Partição Modificada (MPE). O índice Kappa indicou concordância significativamente entre zonas de manejo dentro do mesmo par de atributos, o que atestou o uso da cokrigagem ordinária para o delineamento de zonas de manejo. Palavras-chave: Agricultura de precisão. Delineamento de zonas de manejo. Estatística Espacial. Farming production is one of the paths used to improve the economy not only of ordinary citizens but also of a country due to the growing demand for food associated with the rise in the population. Thus, the bet of large farmers is on improving farming production techniques, considering not only the financial gain but also the reduction of the environmental impact. The analysis of the variability of soil attributes has been one of the focuses to better control the use of agricultural inputs. However, few studies have focused on the effect that the combined spatial variability of these attributes has on the design of management zones. From the above, the objective of this work was to use multivariate geoestatistics for the design of management zones, considering the joint spatial variability of attributes that wisely affect the productivity of a crop. Pairs of chemical attributes were identified and through the Fuzzy c-means algorithm, allowed the mapping of management zones. The optimal number of management zones for each pair of attributes, considering three different scenarios, namely 100%, 75%, and 50% of sampled points of the primary attributes, was determined after the joint evaluation of the Fuzzy Performance Index (FPI) and Modified Partition Entropy (MPE). The Kappa index indicated substantial and significant agreement between management zones within the same pair of attributes, which attested to the use of ordinary “cokriging” for the design of management zones. Keywords: Precision agriculture. Management zones. Spatial Statistics. more...

O Brasil é líder mundial em produção de madeira de florestas plantada, sendo a operação de colheita mecanizada destaque no cenário econômico, social e ambiental. O efeito do tráfego das máquinas de corte e extração alteram as propriedades físicas do solo, causando a sua degradação e promovendo redução da produtividade. Objetivou-se neste estudo: avaliar a capacidade suporte de solos florestais (1) e a compactação do solo associada a tráfego de máquinas na colheita do eucalipto (2). O estudo (1) foi realizado em seis áreas no estado da Bahia, realizando a análise de compressão para as pressões de 25, 50, 100, 200, 400 e 800 kPa. a partir de amostras indeformadas do solo nas camadas (0,0-0,20 m; 0,20–0,40 m; 0,40–0,60 m). Os resultados evidenciaram que o ponto de deformação plástica para as áreas superficiais é inferior ao da profundidade 0,4 m até 0,6m, evidenciando que a transferência de pressão uniaxial até 40 cm é extremamente degradante a qualidade física do solo. As pressões que separam as regiões de deformação elástica a partir de deformação plástica varia de 200 a 400 kPa e o grau de compactação médio foi de 103%. No estudo (2) avaliou-se o índice de dependência espacial (IDE) da resistência à penetração (RSP), densidade e porosidade do solo em dois solos sob plantio de eucalipto, além de avaliar o incremento da RSP após o tráfego e número de passada das máquinas. O IDE foi moderado para todas as variáveis da área 1 e 2. A colheita com o harvester e número de passadas do forwarder aumentaram a RSP em 380% para área 1 e 333% para área 2. Palavras-chave: Máquinas florestais. Compactação. Geoestatística. Brazil is a world leader in the production of wood from planted forests, with the mechanized harvesting operation standing out in the economic, social and environmental scenario. The traffic effect of the cutting and extraction machines changes the physical properties of the soil, causing its degradation and promoting reduced productivity. The objective of this study was: to evaluate the support capacity of forest soils (1) and soil compaction associated with machine traffic in the eucalyptus harvest (2). The study (1) was carried out in six areas in the state of Bahia, carrying out the compression analysis for pressures of 25, 50, 100, 200, 400 and 800 kPa. from undisturbed soil samples in the layers (0.0-0.20 m; 0.20–0.40 m; 0.40–0.60 m). The results showed that the point of plastic deformation for the surface areas is lower than that of the depth 0.4 m to 0.6 m, showing that the transfer of uniaxial pressure up to 40 cm is extremely degrading to the physical quality of the soil. The pressures that separate the regions of elastic deformation from plastic deformation vary from 200 to 400 kPa and the average degree of compaction was 103%. In study (2), the spatial dependency index (IDE) of penetration resistance (RSP), density and soil porosity in two soils under eucalyptus plantation were evaluated, in addition to evaluating the increase in RSP after traffic and number of past the machines. The IDE was moderate for all variables in area 1 and 2. Harvesting with the harvester and number of passes from the forwarder increased the RSP by 380% for area 1 and 333% for area 2. Keywords: Forest machines. Compaction. Geostatistics. more...

Orientadores: Victo Hugor Lachos Dávila, Larissa Avila Matos Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Matemática Estatística e Computação Científica Resumo: Como conhecido na literatura, a escolha da distribuição a priori é um aspecto chave no método Bayesiano e em muitos casos não é trivial. Neste trabalho, duas distribuições a priori padrão foram derivadas para realizar inferência Bayesiana nos modelos Student-t espacial e de regressão binária. No primeiro caso, sob a perspectiva da análise Bayesiana objetiva, foi introduzida uma priori baseada no método de referência e duas prioris de Jeffreys para o modelo Student-t espacial (T-SR) considerando os graus de liberdade desconhecidos. Além disso, foram mostradas as condições sob as quais estas densidades geram distribuições à posteriori próprias. Estudos de simulações e uma aplicação em dados reais foram usados com o objetivo de avaliar o rendimento das prioris mencionadas, incorporando uma priori vaga no processo de comparação. Com relação ao modelo de regressão binária, a distribuição a priori com complexidade penalizada foi introduzida para o parâmetro de assimetria na família de funções de ligação potência, úteis para lidar com dados não balanceados. Uma expressão geral para a distribuição a priori foi derivada e a sua utilidade mostrada para alguns casos particulares, como por exemplo as ligações logito e probito potência. Adicionalmente, foi mostrado que a ligação log-log complementar e sua ligação reversa associada são não identificáveis. Para a obtenção de amostras a posteriori o algoritmo de Monte Carlo Hamiltoniano foi implementado, evitando, assim, os comportamentos de caminhada aleatória dos algoritmos de amostragem Metropolis-Hastings e Gibbs. Um estudo de simulação e uma aplicação em dados reais foram usados para avaliar o rendimento das distribuições a priori introduzidas quando comparadas com as densidades Gaussiana e uniforme Abstract: As widely indicated in the literature, the choice of the prior distribution is a key aspect of the Bayesian method, and in many cases is not trivial. In this work, we derive two default prior distributions to perform Bayesian inference using the spatial Student-t and binary regression models. In the first case, we use the objective Bayesian analysis framework to introduce a {\it reference}-based and two {\it Jeffreys} priors for the spatial Student-t regression (T-SR) model with unknown degrees of freedom. We also show the conditions under which these densities yield to a proper posterior distribution. Simulation studies and a real data application are used to evaluate the performance of the mentioned priors, incorporating a {\it vague} one in the comparison process. Regarding the binary regression model, we introduce the penalized complexity prior of the skewness parameter $\alpha$ for the family of power links, which are useful to deal with imbalanced data. We derive a general expression for this density and show its usefulness in some particular cases, such as the power logit and the power probit links. In addition, we show that the power complementary log-log and its associated reversal link are non-identifiable. To obtain posterior samples, we use Hamiltonian Monte Carlo, which avoids the random walk behavior of the Metropolis and Gibbs sampling algorithms. A simulation study and a real data application are used to assess the efficiency of the introduced densities in comparison with the Gaussian and uniform densities Doutorado Estatística Doutor em Estatística CAPES 001 more...

Orientador: Guilherme Vieira Nunes Ludwig Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Matemática, Estatística e Computação Científica Resumo: Em certas localidades do Estado de Minas Gerais foram coletadas do solo quantidades de areia, argila e silte. Tais quantidades foram transformadas em proporções, ou composições. Com o objetivo de usar as amostras coletadas para criar mapas de tais composições em uma região próxima utilizou-se co-Krigagem com função de covariância Matérn bivariada. Os parâmetros da função de covariância foram estimados por máxima verossimilhança e em seguida fez-se a co-Krigagem para obter os mapas de predição composicional, junto com seus erros de predição aproximados. Por fim, foram obtidas predições por co-Krigagem em dados ainda não utilizados, na mesma região, e comparados com os de um classificador K vizinhos mais próximos, treinado com validação cruzada do tipo ''deixe-um-de-fora''. Os resultados mostram desempenhos preditivos similares, mas a co-Krigagem fornece mapas contínuos e suaves dos erros de predição para cada composição Abstract: In certain locations of Minas Gerais's State, quantities of sand, clay and silt were collected from the soil. Such quantities were transformed into proportions, or compositions. In order to use the gathered samples to create maps of such compositions in a nearby region, co-Kriging with a bivariate Matérn covariance function was used. The parameters of the covariance function were estimated by maximum likelihood and then co-Kriging was performed to obtain the compositional prediction maps, together with their approximate prediction errors. Finally, co-Kriging predictions were obtained from a dataset not used in estimation at the same region, and compared with those of a nearest neighbor classifier, trained with leave-one-out cross-validation procedure. The results show similar predictive performances, but co-Kriging provides smooth continuous maps of the prediction errors for each composition Mestrado Estatística Mestre em Estatística CAPES CNPQ 134683/2018-8 more...

Orientação: Prof. Dr. Carlos Conforti Ferreira Guedes Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências da Terra, Programa de Pós-Graduação em Geologia. Defesa : Curitiba, Inclui referências: p. 86-106 Resumo: A demanda por banco de dados de solos para fins forenses é comum durante casos criminais onde não há amostras para confronto direto com o vestígio questionado. Para isso, diversos autores já detalharam métodos para inferir a origem de amostras de solo, como a aplicação de intervalos de confiança, similaridade estatística ou aprendizagem de máquina. Entretanto, ainda não foi testada a eficiência destes métodos para predizer a origem de solos gerados em clima subtropical úmido, sob moderada pedogênese. A fim de contribuir com esta lacuna, avaliou-se a preditibilidade de um banco de dados pedológico construído em uma área de 100 km² ao norte da Região Metropolitana de Curitiba (RMC), onde foram coletadas 232 amostras de solo superficial (< 5 cm), 14 amostras para validação e 38 amostras de subsuperfície (horizonte B). Para determinar suas assinaturas físicas, químicas e colorimétricas, as amostras foram submetidas a análise de susceptibilidade magnética, gamaespectrometria, colorimetria, pXRF e ATR-FTIR. Foram escolhidos três métodos de predição: (1) intervalos de confiança (ICs); (2) distâncias Euclidianas n-dimensionais (EDs); e (3) aprendizagem supervisionada (AS). Essa última envolveu a aplicação dos algoritmos de (a) redes neurais, (b) máquinas de vetores de suporte, (c) árvores de decisão, (d) regressão logística, (e) k-vizinhos mais próximos, (f) gradient boosting e (g) floresta aleatória. Após as análises estatísticas descritiva, frequentista e multivariada, foram gerados modelos geoestatísticos das 28 variáveis a partir da técnica da krigagem Bayesiana empírica (EBK) com regressão preditiva, utilizando-se como matrizes explicativas bases cartográficas geológicas e aerogeofísicas, cujos produtos foram utilizados no método preditivo dos ICs. Já para a técnica das EDs, os valores de dissimilaridade foram interpolados segundo o método do inverso do quadrado da distância (IQD). Observou-se que as variáveis que melhor se destacaram na discriminação das unidades geológicas e com alta correlação em subsuperfície foram a susceptibilidade magnética, brilho e os teores de Fe, Mn, Cu, Ni e grupo dos elementos leves (LE). O método dos ICs predizeram corretamente a origem de 4 de 14 amostras, reduzindo até 97,5% da área original. Já o método das EDs estimou de forma acurada a proveniência de 8 de 14 amostras, excluindo até 63,4% da área. Em termos de algoritmos de AS, redes neurais obtiveram os melhores resultados, onde foram capazes de predizer a unidade geológica de 71% das amostras de validação. Apesar das limitações e erros inerentes às análises não-destrutivas, do forte intemperismo químico e do alto teor de matéria orgânica, foram obtidos resultados satisfatórios de predição de proveniência, o que demonstra que a variabilidade espacial do solo superficial em ambientes subtropicais úmidos é factível de ser compreendida e utilizada como ferramenta forense, desde que os métodos adequados sejam aplicados. Abstract: When no samples are available for direct comparisons during a criminal investigation, forensic scientists must resort to georeferenced soil databases in order to find the source of a single questioned evidence. To this end, several authors addressed many methods to infer the origin of soil samples, such as establishing search range intervals, defining statistical similarity, or coding machine learning functions. However, little is currently known about the efficiency of these methods when it comes to highly weathered subtropical soils. Therefore, this study attempts to contribute to this subject by evaluating the predictability of a soil database built in a 100 km² area in the Curitiba Metropolitan Region, Brazil, where 232 topsoil (< 5 cm), 14 validation, and 38 subsoil samples (B horizon) were collected. To determine their physical, chemical, and colorimetric features, samples were subjected to magnetic susceptibility analysis, gamma-ray spectrometry, color analysis, pXRF, and ATR-FTIR. Three prediction methods were applied: (1) search range intervals (SR); (2) n-dimensional Euclidean distances (ED); and (3) supervised machine learning (ML), where 7 different algorithms were tested: (a) neural networks, (b) support vector machines, (c) decision trees, (d) logistic regression, (e) k-nearest neighbors, (f) gradient boosting, and (g) random forest. After the descriptive and multivariate statistical analyses, geostatistical models were generated for the 28 obtained variables using the empirical Bayesian kriging (EBK) with regression prediction method, where geological and airborne geophysical data were used as explanatory matrix. For the ED provenancing method, dissimilarity values were calculated and interpolated by applying the inverse distance weighting (IDW) approach. Findings, while preliminary, suggest that magnetic susceptibility, lightness, Fe, Mn, Cu, Ni, and the light elements group (LE) may be the most significant variables to discriminate parent rock and to correlate with subsurface data. The SR method managed to correctly predict the origin of 4 of 14 validation samples, reducing up to 97.5% of the original area. The ED method, on the other hand, accurately estimated the provenance of 8 out of 14 samples, excluding up to 63.4% of the area. In terms of ML algorithms, neural networks achieved the highest scores, where they matched the bedrock of 71% of the samples. Despite the limitations and errors inherent to non-destructive analyses, the intense chemical weathering, and the high organic matter content, overall soil provenancing results were suitable, demonstrating that spatial variability of topsoils developed under humid subtropical environments can be modeled and used in forensic contexts, as long as the right methods are applied. more...

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior Um dos desafios para os programas de melhoramento de cana-de-açúcar é a seleção inicial de genótipos. A fertilidade do solo pode influenciar no desenvolvimento das plantas e tem potencial de afetar essa seleção, porém a análise de parâmetros de fertilidade demanda mais tempo, mão de obra e gera custos adicionais. Uma possível alternativa a isto é a utilização de imagens de campo para explicar as informações do solo. Assim, o objetivo deste trabalho foi incorporar as informações dos atributos do solo, via Geoestatística e/ou Aerofotogrametria, e corrigir o ranqueamento das famílias de cana-de-açúcar com a incorporação de covariáveis no modelo de delineamento experimental, e verificar a viabilidade da utilização de imagens RGB como alternativa à análise do solo. Neste trabalho foram utilizados dados provenientes de um experimento com 60 famílias no delineamento em blocos casualizados, com quatro repetições, tendo como variável resposta a média de toneladas de colmos por hectare (TCH). Além disso, na área do experimento foram coletadas 36 amostras de solo e dois imageamentos realizados por VANT (veículo aéreo não tripulado). Os dados da análise de fertilidade foram modelados via Geoestatística e incorporados ao modelo de delineamento mediante análise de covariância. As variáveis incorporadas ao modelo foram o índice de saturação por alumínio, magnésio, fósforo, pH e a soma de bases. A inclusão dessas variáveis influenciou no ranqueamento das famílias demonstrando a sua importância na seleção durante as fases iniciais do melhoramento genético, além de possibilitar a criação de um mapa de correção do modelo para as parcelas do experimento. A partir das imagens RBG foram calculados índices e obtidos os mapas de valor médio, amplitude e desvio-padrão das unidades experimentais, porém quando comparados ao mapa de correção de médias do modelo proposto não foi observado grau de concordância satisfatório, indicando assim que imagens RGB não foram capazes de substituir os dados coletados do solo. Com a utilização dos mapas de krigagem dos atributos do solo foi possível verificar a não homogeneidade dos blocos do experimento. Dessa forma, é recomendado fazer uma investigação da qualidade do solo via análises de fertilidade e Geoestatística, para então corrigir o solo e definir os blocos experimentais corretamente, evitando assim o efeito das variáveis no ranqueamento das famílias. Caso não seja realiza esta análise anteriormente a implantação do experimento, após a colheita da cana-de-açúcar deve-se utilizar as análises de fertilidade e Geoestatística para incluir o efeito do solo no modelo empregado para ranquear as famílias. Palavras-chave: Imageamento RGB. Variabilidade Espacial. Fertilidade Do Solo. Ranqueamento De Famílias. Saccharum Spp. One of the obstacles faced by the sugarcane breeding programs is the selection of the first genotypes. Soil fertility can influence the development of plants and has the potential to affect the selection of individuals, but incorporating this information requires more time, labor, and generates additional costs. A possible alternative to the analysis of fertility is the use of field images to explain the soil information. The objective of this work was to incorporate information on soil attributes, via Geostatistics and/or Aerophotogrammetry, and to correct the ranking of sugarcane families with the incorporation of covariables in the experimental design model, in addition to verifying the feasibility of using RGB images as an alternative to soil analysis. In this work, data from an experiment with 60 families were used in a randomized block design, with 4 repetitions, with variable response to the average of tons of stalks per hectare (TCH). Also, in the experiment area, 36 soil samples were collected and two UAV (unmanned aerial vehicle) imaging. The data from the fertility analysis were modeled using Geostatistics and incorporated into the design model through covariance analysis. The variables incorporated into the model were saturation index for aluminum, magnesium, phosphorus, pH and sum of bases. The inclusion of these variables influenced the ranking of families, demonstrating their importance in the selection of families in the early stages of genetic improvement, in addition to enabling the creation of a model correction map for the experimental plots. From the RBG images, indexes were calculated and maps of mean value, amplitude and standard deviation of the experimental units were obtained, however, when compared to the means correction map of the proposed model, a satisfactory degree of agreement was not observed, thus indicating that RGB images were unable to replace the data collected from the soil. Using the kriging maps of the soil attributes it was possible to verify the inhomogeneity of the experiment blocks. Thus, for future experiments, one must first investigate the soil quality via fertility and geostatistics analysis, then correct the soil and define the blocks of the experiments correctly, thus avoiding the effect of variables on the ranking of families. If such an analysis is not carried out before the experiment is carried out, after the sugarcane harvest, fertility and geostatistics analysis should be used to include the effect of the soil in the model used to rank families.Keywords: RGB Imaging. Spatial Variability. Soil Fertility. Family Ranking. Saccharum Spp. more...

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) O presente trabalho teve por objetivo a elaboração de um modelo geomecânico a partir de dados de furos sondagem. Foram utilizados geoestatística e linguagem de programação R. Em relação à região analisada, foram estudados três subsetores, da região do Extremo Norte da Mina de Vazante/MG: Norte_Sul, Norte_Central e Norte_Norte, onde foram utilizados, 70, 254 e 149 furos, respectivamente. Os referidos furos de sondagem continham informações sobre localização espacial, profundidade, litologia, alteração, fraturamento, RQD (Rock Quality Designation) e classificação do maciço rochoso local. A partir dos dados existentes foi elaborado a classificação de maciço RMR (Rock Mass Rating) simplificada para todos os subsetores. Após tratamento dos dados, foi realizada uma análise exploratória e na sequência, empregou-se a técnica de aprendizado de máquina, via o algoritmo do Random Forest. O RQD foi identificado como a variável que mais influencia no comportamento geomecânico dos maciços rochosos analisados. Diante deste resultado foram elaborados modelos geomecânicos para o RQD e para a classificação RMR simplificada, utilizando o interpolador IDW (Inverse Distance Weighted) e as krigagens ordinária e a simples. Como resultado, notou-se que o subsetor Norte_Central possui o maciço rochoso mais resistente, apresentando os maiores valores de RQD e melhores classes geomecânicas. Além disso, para ambas as variáveis analisadas pôde-se observar alinhamentos de pontos com maiores ou menores valores das variáveis analisadas com as direções NE-SW e NW-SE, sendo estas direções condizentes com geologia regional da região de estudo. A metodologia desenvolvida para confecção dos modelos geomecânicos multidimensionais, tanto para o IDW quanto para as krigagens, é muito relevante e promissora. Permitiu a visualização do ajuste do modelo matemático aos dados do variograma experimental e apresentou resultados condizentes com os dados da geologia regional, indicando uma boa qualidade dos mapas, tem-se que a visualização dos modelos é excelente e superior a de outros programas que permitem elaborar modelos e a interatividade dos resultados também é algo a se destacar. Palavras-chave: krigagem. Classificação de maciços rochosos. Intemperismo. Aprendizagem de máquina. Árvores de decisão. This work aimed to create a 3D geomechanical model based on information collected on boreholes, using geostatistics concepts and the programming language R. Data are from the Vazante Mine, located in Vazante, Minas Gerais state, Brazil. We considered for this study three subsectors – North_South, North_Central, and North_North – located in the north edge of the mine. The number of boreholes used in each subsector was 70, 254 and 149, respectively. Data from these boreholes comprised information about spatial location, depth, lithology, weathering, fracturing, RQD (Rock Quality Designation), and a local classification of the rock mass. Based on these features, a simplified RMR (Rock Mass Rating) mass classification was developed for each subsector. After data processing, an exploratory analysis was carried out and a machine learning technique (Random Forest algorithm) was performed. As a result, RQD was the variable that most influenced the geomechanical behavior of rock masses. Based on this result, geomechanical models were developed for both the RQD and the simplified RMR classification, using the IDW (Inverse Distance Weighted) interpolator and the ordinary and simple kriging. The North_Central subsector showed the most resistant rock mass, with the highest RQD values and the best geomechanical classes. For these variables, we observed higher or lower values point alignments in the NE-SW and NW-SE directions, which have been consistent with the regional structural geology. The methodology developed for creating multidimensional geomechanical models is very relevant and promising for IDW or kriging. Besides allowing visualization of the adjustment of the mathematical model to the data of the experimental variogram, it presented consistent results with the data of the regional geology, indicating a good quality of the models. Also, the model’s visualization is excellent and superior to that of other modeling softwares, besides the notable interactivity of the results. Keywords: Kriging. Classification of rock mass. Weathering. Machine learning. Decision trees. more...

Para estimar a produtividade de povoamentos florestais pode ser empregada a geoestatística com a finalidade de descrever o padrão da variabilidade espacial, que permite observar e explicar os locais de maior produtividade. E necessário definir a variabilidade pois permite aplicar manejos específicos para cada área, devido à falta de informações acerca da variabilidade do preparo de solo e adubação em eucalipto faz-se necessário estudos dessa natureza. Objetivou-se avaliar a variabilidade espacial de clones de eucalipto em função do preparo de solo e adubações. As variáveis foram altura, diâmetro e volume de madeira de plantios homogêneos aos 36 e 48 meses de idade e implantados em quatro tipos de preparo de solo, duas adubações e dois materiais genéticos. Para as análises das distribuições espaciais e semivariogramas, foi utilizado o software GS+. O índice de dependência espacial foi definido a partir dos parâmetros baseado no tamanho relativo do efeito pepita e patamar. Sendo; dependência espacial forte ? 25%; dependência espacial moderada entre 26% e 74% e dependência espacial fraca quando ? 75%. Os materiais genéticos apresentaram diferenças e as adubações não diferiram. O índice de dependência espacial foi moderado. O preparo convencional e subsolagem obtiveram os melhores resultados no crescimento do eucalipto. Para o diâmetro, o plantio direto apresentou maior desenvolvimento aos 36 meses e o convencional aos 48 meses. Para análise espacial o modelo exponencial apresentou os melhores valores geoestatísticos, o alcance foi maior do que a menor distância entre os pontos, evidenciando dependência espacial, os índices de dependência espacial foram classificados como moderados e os mapas apresentaram alta variabilidade espacial In order to estimate the productivity of forest stands,geostatistics can be used to describe the spatial variability pattern, which allows to observe and explain the sites of higher productivity. It is necessary to define the variability as it allows to apply specific managements for each area, due to the lack of information about the variability of the tillage of soil and fertilization in eucalyptus it is necessary studies of this nature. The objective of this study was to evaluate the spatial variability of eucalyptus clones as a function of soil preparation and fertilization. The variables were height, diameter and volume of wood from homogenous plantations at 36 and 48 months of age and were implanted in four types of soil preparation, two fertilizations and two genetic materials. For the analyzes of spatial distributions and semivariograms, GS+ software was used. The spatial dependence index was defined from the parameters based on the relative size of the nugget and threshold effect. Being; strong spatial dependence ≤ 25%; moderate spatial dependence between 26% and 74% and weak spatial dependence when ≥ 75%. The genetic material presented differences and the fertilizations did not differ. The spatial dependency index was moderate. Conventional tillage and subsoiling showed the best results for eucalyptus growth. For the diameter, no-tillage presented greater development at 36 months and conventional at 48 months. For spatial analysis, the exponential model presented the best geostatistical values,the range was higher than the smaller distance between the points, showing spatial. more...

A estimativa do tamanho da amostra na geoestatística é de grande importância para o planejamento e tomada de decisão, especialmente quando se objetiva a reconstrução total da população estudada. Por este motivo, muitos trabalhos sobre o tamanho da amostra geoestatística surgem com este propósito. Assim, o objetivo geral deste trabalho é utilizar a geoestatística associada ao teorema da taxa Nyquist para determinar um tamanho de amostra ideal quando se utiliza uma grade regular quadrática, na qual o modelo de dependência espacial ajustado é o gaussiano, identificando especificamente mudanças no tamanho ideal da amostra na presença de outliers. Dois conjuntos de dados altimétricos (Viçosa-MG, Brasil e Treynor-Iowa, EUA) foram analisados e o tamanho amostral ideal para ambos os conjuntos foi obtido. Posteriormente, os outliers foram removidos do conjunto de dados norte- americano e comparados os tamanhos de amostra ideais obtidos anteriormente. Além disso, utilizando os softwares R e ArcGIS, as estimativas dos parâmetros do modelo gaussiano, da média e da variância dos resíduos, provenientes da validação cruzada, foram comparadas através da construção de intervalos de confiança. Com o presente estudo concluiu-se que: (i) a distância máxima entre os pontos da grade regular quadrática é de aproximadamente 30% do alcance prático observado no semivariograma da primeira amostragem experimental; (ii) o tamanho amostral ideal obtido na presença de outliers é praticamente o dobro do tamanho de amostra ideal na ausência de outliers; (iii) o software R é o mais adequado na comparação das estimativas da média e da variância dos resíduos pois apresentou uma menor variabilidade (menores amplitudes dos intervalos de confiança construídos). Palavras-chave: Tamanho de amostra. Taxa Nyquist. Geoestatística. Outliers. The estimation of sample size in Geostatistics has a great importance for planning and decision-making, specially when aims at the total reconstruction of the studied population. For this reason, many papers on the size of Geostatistics sampling are emerging. Thus, the general objective of this work is to use Geostatistics associated with the Nyquist Rate Theorem to determine an ideal sampling size when using a regular quadratic grid, in which the spatial dependence model is Gaussian, thus specifically identifying changes in ideal sampling size in the presence of outliers. Two sets of altimetry data (Viçosa-MG, Brazil and Treynor-Iowa, USA) were analyzed and the ideal sampling size for both sets was obtained. Subsequently, the outliers were removed from the North American dataset and compared to the ideal sampling sizes previusly obtained. In addition, using the R and ArcGIS softwares, the estimates of the Gaussian model parameters, the mean and the variance of the residues obtained from the cross validation were compared through the construction of confidence intervals. With the present study it was concluded that: (i) the maximum distance between the points of the regular quadratic grid is approximately 30% of the practical range observed in the semivariogram of the first experimental sample; (ii) the ideal sampling size obtained in the presence of outliers is practically double the ideal sampling size in the absence of outliers; (iii) the software R is the most adequate in the comparison of the mean and the variance estimates of the residues since it presented a lower variability (smaller amplitudes of constructed confidence intervals). Keywords: Sample size. Nyquist rate. Geostatistics. Outliers. more...

Orientador: Lucas Rios do Amaral Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Agrícola Resumo: Os mapas utilizados pela agricultura de precisão para aplicação localizada têm se baseado na amostragem em grade e interpolação dos dados. A interpolação por krigagem apresenta dificuldades no seu uso, visto que é um método complexo e que leva em consideração diversos parâmetros nos cálculos (i.e., anisotropia, tendência, efeito pepita, contribuição, alcance) que, se não considerados, a análise é prejudicada, reduzindo a confiabilidade dos mapas gerados por esse método. Nesse sentido, objetiva-se avaliar se considerar esses parâmetros na modelagem geoestatística permite ganho expressivo na qualidade dos mapas empregados na agricultura de precisão. Para isso foram testados o ganho na qualidade preditiva ao tratar anisotropia e tendência nos dados, levando em conta duas densidades amostrais (1 amostra/hectare e 1 amostra/ 4 hectares), além da modelagem variográfica pelo método dos momentos e método da máxima verossimilhança restrita. Esses parâmetros foram testados em campos virtuais simulados que foram produzidos pelo processo de Simulação Incondicional Gaussiana pelo pacote gstat no software R, e validados em dois campos experimentais que apresentam condições de anisotropia e tendência. Os resultados obtidos pelas análises foram avaliados a partir da comparação dos valores preditos pela interpolação e os valores observados nos campos simulados, além de comparados os valores estimados nos campos experimentais com conjunto de validação. Foi observado que a adição de efeitos direcionais na modelagem variográfica contribui para incremento da precisão da interpolação por modelos geoestatísticos. Inclusive, em alguns casos, o modelo determinístico (utilizado para comparação), superou o modelo geoestatístico em que não foi considerado nenhum efeito direcional. Além disso, ao reduzir o número de amostras, o efeito direcional na modelagem continuou contribuindo para aumento da precisão dos modelos geoestatísticos. Mas, ao alterar a forma de modelagem variográfica, a importância de cada efeito direcional também foi alterada, com anisotropia influenciando mais o método da máxima verossimilhança restrita, enquanto a tendência influenciou mais o método dos momentos. Portanto, considerar efeitos direcionais na modelagem semivariográfica proporciona maior qualidade/precisão dos mapas interpolados por geoestatística, o que eleva a maior confiabilidade dos mapas que são utilizados em Agricultura de Precisão Abstract: Maps used by precision agriculture to prescribe local application are based on sampling grid and interpolation. Interpolation by kriging presents some difficulties related to its usage since it is a complex method that considers several parameters for calculation (i.e. anisotropy, trend, nugget effect, partial sill, range) and, when they are not proper considered, it might jeopardize the quality of the predictions, reducing reliability of maps created by this method. Accordingly, this study aims to evaluate if considering directional effects in geostatistical modelling leads to expressive gain of quality of the maps used by precision agriculture. Thus, we studied the gain on predictive quality by treating anisotropy and tendency found in data, considering two sampling grids (1 sample/ ha and 1 sample/4ha), besides of calculating semivariogram by method of moments and method of restricted maximum likelihood. These parameters were tested in a simulated virtual field produced by the process of Gaussian Unconditional Simulation calculated by gstat package on R software. In addition, these effects were also tested in two experimental fields that presented trend and anisotropy on the dataset. The results obtained by the analyses were evaluated through comparison of predicted values by interpolation and observed values obtained in the virtual fields, and on experimental fields the predicted values were compared with validation sets. Our results showed that adding directional effects on semivariogram modelling contributes to increase the accuracy on geostatistical interpolation. Indeed, we found better results of determinist models than geostatistical models when none of the directional effects were regarded in modelling. However, the importance of directional effects also changed according the method of semivariogram modelling. As the restrict maximum likelihood method seemed to have a stronger relationship with anisotropy effect to achieve higher precision, the method of moments achieved better results with trend. Thus, the process of accounting for directional effects in the semivariogram modelling can provide higher prediction accuracy on the maps interpolated by kriging. In this way, is possible to obtain more reliable on maps used for Precision Agricultural practices Mestrado Máquinas Agrícolas Mestra em Engenharia Agrícola FAPESP 2018/25473-2 CNPQ 134120/2018-3 more...

A água tem papel essencial no que se refere a sobrevivência humana e desenvolvimento das sociedades mas sabe-se que sua distribuição na superfície não é igualitária, acarretando a incapacidade de abastecimento necessário para atender as demandas requerida de muitas regiões do planeta. Para uma melhor gestão dos recursos hídricos voltados ao abastecimento urbano é necessário uma maior compreensão espacial e temporal do consumo. Assim, o objetivo do presente trabalho foi caracterizar o consumo de água residencial na cidade de Uberlândia, MG, temporalmente e espacialmente, por meio das técnicas de séries temporais e geoestatística. A análise de séries temporais tem como base a série de consumo de água das economias residenciais na cidade de Uberlândia - MG, no período de 2005 a 2015, onde os resultados indicaram que não há tendência na série geral para todo o período analisado mas há uma sazonalidade anual. O modelo que melhor se adequa a série estudada foi o Sazonal Simples, sendo eficiente para descrever os dados, ressaltando a influência da precipitação e das campanhas educativas na previsibilidade do modelo no ano de 2015. A análise geoestatística tem como base a série de consumo de água residencial na cidade de Uberlândia, MG, no período de 2011 a 2015, onde conclui-se que não há tendência em todos os períodos analisados, chuvoso e seco, para todos os anos, 2011 a 2015, e todos ajustados no modelo exponencial, com fraca dependência, devido seu alto efeito pepita, constatados nos semivariogramas. Em relação a sua distribuição espacial observa-se um alto consumo de água residencial, no setor central da cidade e suas áreas limítrofes. E um aumento no consumo de água de 2011 a 2013 no período chuvoso, com uma redução no período seco de 2013 se estendendo até 2014 com posterior aumento em 2015, com ápice no período seco do ano de 2015. Water plays an essential role in human survival and development, but it is known that its distribution on the surface is not egalitarian, leading to a lack of supply needed to meet the demands of many regions of the planet. For a better management of urban water resources is necessary a better spatial and temporal understanding of consumption. Thus, the objective of the present research was characterize the residential water consumption in Uberlândia, MG city, temporally and spatially, using the techniques of time series and geostatistical. The analysis of time series is based on a series of water consumption of the residential economies in Uberlândia - MG city, from 2005 to 2015, the results indicated that there is no trend in the general series for the whole analyzed period but there is an annual seasonality. The model that best suits the series studied is the Simple Seasonal, being efficient to describe the data, emphasizing an influence of the precipitation and the educational campaigns in the preview of the model in the year of 2015. The geostatistical analysis is based in the series of residential water consumption in the city of Uberlândia, MG, from 2011 to 2015, where it is concluded that there is no trend in all the analyzed periods, rainy and dry, for all years, 2011 to 2015, and all adjusted without exponential model, with weak dependence, due to its high nugget effect, found in the semivariograms. In relation to its spatial distribution, it is observed to high consumption of residential water, in the central sector of the city and its bordering areas. And an increase in water consumption from 2011 to 2013 in the rainy season, with a reduction in the dry period of 2013 extending through 2014 with further increase in 2015, with apex in the dry period of 2015. Dissertação (Mestrado) more...

No processo de desenvolvimento sustentável, o planejamento e a administração dos recursos hídricos são essenciais para uma melhor gestão ambiental. Preocupação com as questões relativas ao meio ambiente sugere que sejam realizadas abordagens sistemáticas relacionadas com o monitoramento dos impactos ambientais. A metodologia geoestatística se apresenta como um método que utiliza procedimentos estatísticos aplicados a situações cujos dados estão relacionados a fenômenos naturais espacialmente distribuídos e correlacionados. Seguindo esta temática, esta pesquisa tem o objetivo de mapear e avaliar a dispersão de alguns parâmetros de qualidade da água na lagoa do rio Barigui, localizado em Curitiba – Paraná. Para a realização desta modelagem, foram coletados e analisados pontos no interior da lagoa de acordo com as quatro estações do ano (primavera, verão, outono e inverno). Todo o processamento geoestatístico e estatístico foi realizado através do software livre R e o seu pacote de extensão GeoR. Com os resultados obtidos foi possível caracterizar a variabilidade espacial destes parâmetros e avaliar a eficiência da metodologia para a gestão de recursos hídricos e monitoramento ambiental. In the process of sustainable development, planning and management of water resources are essential for better environmental management. Concern about environmental issues suggests that systematic approaches to monitoring environmental impacts be undertaken. The geostatistical methodology is presented as a method that uses statistical procedures applied to situations whose data are related to spatially distributed and correlated natural phenomena. Following this theme, this research has the objective of mapping and evaluating the dispersion of some parameters of water quality in the Barigui river lagoon, located in Curitiba - Paraná. For this modeling, points were collected and analyzed inside the pond according to the four seasons of the year (spring, summer, autumn and winter). All geostatistical and statistical processing was performed through free software R and its GeoR extension package. With the results obtained, it was possible to characterize the spatial variability of these parameters and to evaluate the efficiency of the methodology for water resources management and environmental monitoring. more...

Com o estabelecimento da agriculta de precisão, a heterogeneidade do solo tornou-se um parâmetro expressivo quanto ao seu manuseio. Frente a este cenário, destaca-se a utilização massiva das zonas de manejo (ZM). As ZM são sub-regiões do campo com necessidades específicas quanto as variáveis analisadas, permitindo o controle da heterogeneidade do solo, maximização produtiva e sustentabilidade agrícola. Entretanto, sua aplicabilidade esta condicionada ao mapeamento do padrão de variabilidade espacial dos atributos físico-químicos presentes no solo. Este mapeamento tem sido resultante da utilização contínua de métodos geoestatísticos, dos quais apresentam pressuposições inexploradas em suas aplicações, conduzindo assim, o objetivo desta pesquisa. E consequentemente norteou os específicos objetivos: a) avaliar alterações em mapas de ZM devido à correção da anisotropia e b) avaliar variações em mapas de ZM quanto à utilização de metodologia robusta à outliers. Para tanto, 160 pontos amostrais regularmente espaçados, relativos à condutividade elétrica aparente do solo (CEa), e produtividade de soja foram utilizados. Quanto à verificação de alterações em mapas de ZM devido à correção da anisotropia, os mesmos foram interpolados sem e com correção da anisotropia geométrica para cada variável. Na sequencia foram então utilizados para o delineamento das ZM por meio do método fuzzy k-means. As ZM para cada variável, com e sem correção da anisotropia geométrica, foram avaliadas quanto as suas semelhanças pelo índice kappa. Para a avaliação de variações em mapas de ZM quanto à ocorrência de outliers utilizaram-se dois tipos de análises, robusta a presença de outliers (ARob) e não robusta à outliers (ANRob). Na ARob utilizaram-se estimadores robustos desemivariâncias e o plug-in de krigagem de deriva externa para a geração de mapas de variabilidade espacial da CEa. Para a ANRob utilizou-se o estimador de semivariâncias de Matheron e a krigagem ordinária. Posteriormente os mapas obtidos foram submetidos ao delineamento de zonas de manejo pelo classificador fuzzy k-means. E de maneira conclusiva, os mapas obtidos em ambas as análises (ARob e ANRob) foram confrontados quanto à significância do nível de concordância entre suas classes pelo índice Kappa. Os resultados obtidos na verificação de alterações em mapas de ZM devido à correção da anisotropia foram: a) utilizou-se o modelo gaussiano na constituição dos mapas de variabilidade espacial para a CEa e para a produtividade, tanto para os dados corrigidos à anisotropia quanto aos não corrigidos; b) conforme os índices FPI e MPE, definiram-se duas classes para o delineamento de ZM para os dados corrigidos à anisotropia, quanto aos não corrigidos; c) a comparação entre os mapas (corrigido e não corrigido à anisotropia) pelo índice Kappa apresentou concordância significativa entre classes de ZM a 5% de probabilidade. Concluindo assim que, no caso em estudo, a correção da anisotropia geométrica não apresentou alterações significativas nos mapas de ZM. Os resultados obtidos na avaliação de variações em mapas de ZM quanto à ocorrência de outliers foram: a) na ARob selecionou-se o estimador de semivariâncias de Cressie Hawkins dentre os demais estimadores robustos avaliados. Na predição do mapa de estrutura de variabilidade espacial da CEa utilizou-se o plug-in de krigagem de deriva externa. Os índices FPI, MPE, Fukuyama Sugento e Xie beni definiram duas classes de ZM. b) na ANRob utilizou-se o estimador de semivariâncias de Matheron e a krigagem ordinária na composição do mapa de variabilidade espacial da CEa. Os índices avaliados definiram duas classes de ZM. c) os mapas obtidos em ambas as análises (ARob e ANRob) apresentaram concordância significativa entre classes de ZM pelo índice Kappa a 1% de probabilidade. Com isso, de maneira conclusiva, para o caso em estudo, o uso da ARob não apresentou variações significativas no estabelecimento das ZM. With the precision agriculture establishment, soil heterogeneity became an expressive parameter for its handling. In front this scenario, the massive use management zones is highlighted. The ZM are field sub-regions with specific needs as the variables analyzed. Therefore, ZM allows control of soil heterogeneity, productive maximization and agricultural sustainability. Therefore, ZM allows control of soil heterogeneity, productive maximization and agricultural sustainability. However, its applicability is conditioned to spatial variability pattern mapping of the physico-chemical attributes in soil present. This mapping, has been result of the continuous use of geostatistical methods of which present untapped assumptions of these methods have been unexplored in their applications, thus conducting the purpose of this research. And consequently guided the specific objectives: a) evaluate alterations in ZM maps due to anisotropy correction and b) evaluate variations in ZM maps regarding use of a outliers robust methodology. Therefore, 160 regularly spaced sampling points, relative to soil apparent electrical conductivity (CEa), and soybean productivity, in different periods, were used. As for the verification of alterations in ZM maps due to the anisotropy correction, they were interpolated without and with correction of the geometric anisotropy for each variable. In sequence was then used for ZM delineation by fuzzy K-means method. The ZM for each attribute, with and without geometric anisotropy correction, were evaluated as similarities by Kappa Index. For the evaluation of variations in ZM maps for the occurrence of outliers, two types of analysis were used, robust to outliers (ARob) and non-robust to outliers (ANRob). In ARob we used robust semivariance estimators and the external drift kriging plug-in to generate spatial variability maps of CEa. For the ANRob, the Matheron semivariance estimator and the ordinary kriging were used. Afterwards the maps obtained were submitted to the management zones delineation by the fuzzy k-means classifier. And conclusively, the maps obtained in both analyzes (ARob and ANRob) were statistically compared, using Kappa index, in relation their zones composition. The results obtained in the verification of alterations in ZM maps due to anisotropy correction were: a) the Gaussian model was used in the constitution of spatial variability maps for CEa and productivity, both for anisotropy-corrected and uncorrected data; b) the FPI and MPE indices defined two classes for ZM delineation for corrected data for the anisotropy and the uncorrected; c) the comparison between the maps (corrected and uncorrected to the anisotropy) by the Kappa index showed significant concurrence between ZM classes at 5% probability. In conclusion, in this case, the geometric anisotropy correction did not present significant concurrence in the ZM maps. The results obtained in the evaluation of variations in ZM maps regarding the occurrence of outliers were the following: a) in ARob was selected the semivariances estimator Cressie Hawkins among the other robust estimators evaluated. In the prediction of the spatial variability structure map of the CEa, the external drift kriging plug- in was used. The FPI, MPE, Fukuyama Sugento and Xie beni indices defined two classes of ZM. b) in the ANRob was used the Matheron's semivariance estimator and the ordinary kriging in the spatial variability map of the CEa. The evaluated indices defined two classes of ZM. c) the maps obtained in both analyzes (ARob and ANRob) showed significant agreement between ZM classes by Kappa index at 1% probability. Thus, for the case under study, the use of ARob did not show significant differences in the establishment of the ZM maps. more...

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior A Geoestatística é uma ciência que se dedica a predição de valores de um fenômeno regionalizado a partir de pontos amostrados em uma área de interesse. Apesar da existência de métodos ótimos de predição, como a krigagem, ainda há alguns problemas a serem solucionados nessa ciência. Um desses problemas é o efeito de borda que ocorre na predição de pontos localizados na região mais extrema da área de interesse. Ele acontece porque ao se predizer nessa região há pouca ou nenhuma vizinhança amostrada. Dessa forma, o erro de predição é maior na borda do que na região central da área de interesse. Uma estratégia bastante empregada para diminuir o efeito de borda é a utilização de pontos amostrados fora da área de interesse na predição. No entanto, pouca informação é encontrada a respeito da eficácia dessa estratégia. Portanto, esse trabalho busca avaliar e mensurar a melhora obtida nas predições ao se utilizar dados externos à área de interesse. De acordo com os resultados obtidos, a utilização de dados externos à área de interesse é eficaz na diminuição do efeito de borda. Essa eficácia se mostrou maior para uma amostragem irregular do que para uma amostragem regular. O ganho na precisão das predições se torna pequeno na utilização de pontos distantes da área de interesse para a interpolação. Geostatistics is a science that is concerned about the prediction of values of a regionalized phenomenon. Despite the existence of good interpolation methods, such as kriging, there are still a lot of problems to be solved in this science. One of these problems is the border effect, which occurs in the prediction of points located near the boundary of the area of interest. It happens because when the value of a point at the boundary is predicted there are a few or none sampling points in the neighborhood. Therefore, the prediction error is bigger at the boundary of the area of interest than in the center of this area. A strategy widely known to reduce the border effect is to use sampling points outside the area of interest; however, only little information is found regarding the efficacy of this strategy. Hence, this study aims to evaluate and measure the improvement in prediction obtained by using data outside the area of interest. According to the results obtained, the use of data outside the area of interest is efficient on reducing the border effect. This efficacy was higher for an irregular sampling than for a regular sampling. The gain in precision of the predictions becomes small when points away from the area of interest are used for interpolation. more...

Orientador: Dr. Paulo Justianiano Ribeiro Jr Tese (doutorado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências Exatas, Programa de Pós-Graduação em Métodos Numéricos em Engenharia. Defesa : Curitiba, 29/03/2018 Inclui referências: p.59-65 Resumo: Foi investigado um modelo espaço-temporal geoestatístico condicional gaussiano (CGSTM) com o objetivo de ajustar medidas observadas em posições não fixas ao longo do tempo (discreto), considerando apenas as localizações observadas. O modelo especifica o estado do processo no tempo atual, condicionado ao estado do processo no passado recente. Em particular, a média do processo usa uma função de ponderação a qual rege a evolução do modelo espaço-temporal e trata da interação entre o espaço e o tempo. O CGSTM fornece recursos atraentes, tais como: possui a estrutura de um modelo linear dinâmico, modela a variável resposta observada em posições não fixas ao longo do tempo e fornece mapas de previsão com k-passos 'a frente. A inferência e a estimação foram feitas pelo método da máxima verossimilhança, baseando-se no algoritmo do filtro de Kalman. Foi obtida uma distribuição conjunta espaço-temporal equivalente a uma dada especificação do CGSTM, cujas matrizes de covariância e de precisão são apresentadas por meio de uma expressão fechada. Realizamos alguns estudos de simulação considerando localizações de dados reais e simulados, que apresentam as localizações dos dados variando ao longo do tempo. Em outro momento, um estudo de simulação foi executado usando vários cenários para valores de parâmetros e número de observações no tempo e no espaço, observando a consistência e o viés dos estimadores do modelo. Por final, o modelo foi ajustado ao conjunto de dados de precipitação média mensal, com 678 registros temporais em 32 estações localizadas no oeste do Paraná, Brasil. As localizações das estações pluviométricas sofreram mudanças geográficas de 1961 a 2017. Nesta modelagem, usamos variáveis explicativas e fornecemos mapas de previsão. A especificação intuitiva e parsimoniosa do modelo aliada a possibilidade de incorporação de localizações não-fixas na análise espaço-temporal, fazem o CGSTM uma atrativa e uma possível referência simples de modelo para a análise espaço-temporal de dados. Palavras-chaves: Localizações Não Fixas, Modelo espaço-temporal Geoestatístico Condicional, Filtro de Kalman. Abstract: We investigated a Gaussian conditional geostatistical spatio-temporal model (CGSTM) aiming to fit data observed at non-fixed locations over discrete times, based only on the observed locations. The model specifies the process state at the current time conditioning on the process state in the recent past. Particularly, the process mean uses a weighting function governing the spatio-temporal model evolution and handling the interaction between space and time. The CGSTM provides attractive features, such as it belongs to the dynamic linear model framework, models non-fixed locations over time and easily provides forecasting maps k-steps ahead. Likelihood estimation and inference are based on a Kalman filter-based algorithm. Equivalent closed form of a covariance and precision matrices of the spatio-temporal joint-distribution was obtained.We performed some simulation studies considering simulated and real data locations, which present data locations varying over time. Also, a simulation study was ran using various scenarios for parameter values and number of observations in time and space, observing consistency and unbiasedness of model estimators. Finally, the model was fitted to the average monthly rainfall dataset, with 678 temporal registers at 32 stations located in western Paraná, Brazil. The rainfall station locations suffered geographical changes from 1961 to 2017. In this modelling, we used explanatory variables and provided forecasting maps. The intuitive and parsimonious model specification and the possibility of incorporating non-fixed locations in the spatio-temporal analysis, combined with the easy computation, make the CGSTM an attractive and a possible simple reference model for analysis of spatio-temporal data. Key-words: Non-Fixed Locations, Conditional Geostatistical Spatio-Temporal Model, Kalman Filter. more...

Orientadores: Rubens Augusto de Camargo Lamparelli, Mara de Andrade Marinho Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Agrícola Resumo: A pedosfera é o segundo maior reservatório de carbono do planeta e atua simultaneamente como emissor e sequestrador de carbono para e da atmosfera. O carbono orgânico do solo (COS) se constitui um importante indicador tanto no monitoramento da qualidade dos solos quanto da sustentabilidade dos sistemas agrícolas. Para manutenção e incremento do COS é fundamental conhecer sobre quantidade e distribuição nos solos, assim como entender os mecanismos que controlam sua conservação. Os estudos da variação espacial do COS e dos estoques de carbono no solo (ECS) tem se concentrado na porção mais superficial, sendo poucos os trabalhos que consideram profundidades maiores do que 30 cm. O presente trabalho teve por objetivos (1) analisar a variação do carbono orgânico de solos da região Centro-Oeste do Brasil em função da variação de fatores do ambiente (clima, vegetação, relevo e uso da terra) e do próprio solo (classe e textura) em duas profundidades: 0-30 cm e 30-100 cm; (2) Calcular e mapear os ECS nas mesmas profundidades; e, (3) desenvolver uma aplicação web para compartilhar os resultados atingidos. O trabalho se desenvolveu a partir de dados de 1087 perfis de solo georreferenciados e disponíveis nos relatórios do Projeto RADAMBRASIL. A associação do COS com os fatores do ambiente foi analisada empregando testes não paramétricos de análise de variância e correlação, respeitando uma hierarquia para organização dos dados e realização das análises. Para mapeamento dos ECS utilizaram-se as técnicas geoestatísticas de ajuste dos semivariogramas e interpolação pelos métodos de krigagem e de cokrigagem, avaliados por meio de validação cruzada. Os resultados mostraram que o COS é significativamente maior nos subtipos climáticos mais úmidos da região CO, nos solos argilosos e/ou previamente ocupados por floresta. Além da textura, outros atributos do solo que mostraram influência sobre o COS foram a classe de drenagem e a presença de horizonte A chernozêmico. A altitude foi o único fator do relevo que apresentou correlação significativa com o COS. Os resultados não evidenciaram diferenças significativas entre os conteúdos de COS em áreas mantidas com vegetação natural e sob uso antrópico. A cokrigagem apresentou melhor desempenho na interpolação dos ECS, permitindo estimar para a região Centro-Oeste do Brasil um estoque de carbono no solo da ordem de 7,88 Pg na profundidade de 0 a 30 cm e de 7,52 Pg de 30 a 100 cm. Tais resultados evidenciam de forma inédita no Brasil que a profundidade de 30-100 cm possui quantidade significativa de ECS e deve ser levada em conta nas caracterizações. Aplicação web foi desenvolvida neste trabalho e disponibiliza todos os resultados para consulta pública de forma interativa. Conclui-se que a variação espacial do COS é explicada em grande parte pelo conjunto de fatores do ambiente e do próprio solo em cada local e que a combinação de fatores pode favorecer ou desfavorecer o acúmulo de COS. Ainda, pode-se afirmar que o Centro-Oeste do Brasil estoca quantidade significativa e comparável de carbono orgânico tanto na profundidade de 0-30 cm quanto na de 30-100 cm Abstract: Pedosphere represents the second largest reservoir of organic carbon in the planet and can act as both emitter and hijacker of carbon to and from the atmosphere. Soil organic carbon (SOC) constitutes an important indicator to monitor the soil quality and evaluate the sustainability of agricultural systems. To maintain and conserve the SOC is fundamental to know about its quantity and distribution, as well as to comprehend the mechanisms that control its conservation. The studies concerning the spatial variation of both SOC and soil organic storage (SOS) emphasizes the superficial portion, being rare those that consider depths larger than 30 cm. This work had the following purposes: (1) to analyze the variation of the organic carbon of soils of the Centro-Oeste Region of Brazil as a function of the variation of environmental (climate, vegetation, relief, land use) and edaphic (type and texture class) factors; (2) to calculate and map the SOS at the two depths; and, (3) to develop an web application to share the achieved results. The work has been executed with data from 1087 geo-referenced soil profiles, available in technical reports of the RADAMBRASIL Project. The association between the SOC and the environmental factors, including the edaphic, was studied by applying non-parametric tests of ANOVA and correlation but adopting a hierarchy to organize the data and perform the analyses. To map the SCS in the study area, geo-statistics techniques were employed to fit semivariograms, interpolate data by kriging and co-kriging and validate the interpolations with cross-validation. The results revealed that besides the texture, other two attributes had a major influence on the SOC: the soil drainage and the presence of a chernozemic horizon. Altitude was the only factor of the relief that has presented correlation with SOC. Results didn't evidence significant differences among SOC contents of areas with natural vegetation and of areas under anthropic uses. Co-kriging had the best performance in the SCS interpolations in the Centro-Oeste Region of Brazil; storages of 7.88 Pg and 7.52 Pg were estimated for the depths of 0-30 cm and 30-100 cm, respectively. In a way not presented before in Brazil, such results pointed out the importance of the carbon storage in the soil subsurface, which should be accounted. The (web) application developed in this work is interactive and makes available to public consultation all the results. We conclude that the spatial variation of the SOC can be explained in a great extent by the local variation of environmental and edaphic factors, which can benefit or disfavor the SOC conservation. Moreover, we can state that the soils of the Centro-Oeste of Brazil storage significant and similar contents of organic carbon on both depths 0-30 cm and 30-100 cm Mestrado Gestão de Sistemas na Agricultura e Desenvolvimento Rural Mestre em Engenharia Agrícola CAPES 1654361 more...

Orientador: Prof. D.Sc. Robson André Armindo Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Tecnologia, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Ambiental. Defesa : Curitiba, 30/11/2018 Inclui referências: p.75-84 Resumo: O estudo da variabilidade espacial de atributos físicos do solo é importante para a compreensão dos processos que regem as práticas de manejo e uso do solo. O objetivo neste trabalho foi analisar a variabilidade espacial de atributos físicos do solo, especificamente, dos coeficientes de permeabilidade do solo ao fluxo de água (Ka) e vinhaça (Kv) e de permeabilidade específica medida com água (Kea) e vinhaça (Kev). O experimento foi conduzido em Morretes/PR em um solo classificado como franco-argilo-arenoso. O local de estudo foi dividido de acordo com o manejo agrícola em: área de plantio de cana-de-açúcar (CA), pousio de dois anos (PS), mata nativa (MN) e pousio de três anos com aplicação de vinhaça (PV). A textura do solo foi determinada juntamente com as propriedades densidade do solo seco, densidade das partículas, porosidade total, microporosidade, macroporosidade, umidade volumétrica na saturação, coeficiente de permeabilidade e permeabilidade específica do solo ao fluxo de água e vinhaça. Os resultados foram analisados no software R com auxílio do pacote geoR. Os semivariogramas foram ajustados aos modelos exponencial, esférico, gaussiano, matérn e wave. Os coeficientes Ka foram 9,05, 17,86, 305,90, 31,66 e 6,84, 34,81, 172,51, 218,17 mm h-1; enquanto os coeficientes Kv foram 0,59, 2,54, 28,55, 5,01 e 3,43, 3,79, 71,47 e 63,11 mm h-1, respectivamente, para as áreas CA, PS, MN e PV nas camadas 0 - 20 e 20 - 40 cm. A correlação linear de Pearson (r) entre Ka e Kv variou de 0,41 a 0,68. Todos os atributos avaliados apresentaram dependência espacial. O modelo exponencial apresentou o melhor ajuste para a maioria das variáveis com base no critério da máxima verossimilhança (VMS). Os valores de alcance atenderam ao espaçamento de coleta, sendo o menor alcance de 11 m para densidade de solo seco na área MN. A validação cruzada com a correlação de Pearson para cada pixel dos mapas evidenciou as semelhanças entre os mapas de K, areia e macroporosidade; Ka e Kea; e, Kv e Kev. Assim, a estimativa variabilidade espacial de Kv pode ser aproximada a partir dos mapas de Ka e da viscosidade da vinhaça. A investigação da variabilidade espacial dos coeficientes de permeabilidade também permitiu a identificação das zonas de vulnerabilidade aos impactos ambientais decorrentes de sua aplicação Abstract: The study of spatial variability of soil physical properties has large importance on the comprehension of processes that guide handling practices and soil use. The aim of this study was to evaluate the spatial variability of physical properties and permeability coeficients to water and vinasse, as well as specific permeability to these fluids. The experiment was conducted in Morretes/PR in a soil classified as sandy-clay-loan. The study site was divided according to soil handling in four areas: sugarcane crop area (SSC), fallow with two years (FLW), native florest (NF) and fallow with three years and vinasse application (FLV). Texture, bulk density, particle density, porosity, microporosity, macroporosity, soil moisture, specific permeability, permeability coeficients to water and to vinasse were determined. The results were submitted to descriptive statistic and geostatistical analysis. The semivariance data were fitted exponential, spherical, gauss, matern and wave models using the GeoR package, in software R. The permeability coeficients to water (Kw) were 9.05, 17.86, 305.90, 31.66 and 6.84, 34.81, 172.51, 218.17 mm h-1; permeability coeficients to vinasse (Kv) were 0.59, 2.54, 28.55, 5.01 and 3.43, 3.79, 71.47 and 63.11 mm h-1, respectively, for SSC, FLW, NF and FLV in the layers 0-20 and 20-40 cm. The Pearson correlation (r) between Kw and Kv ranged from 0.41 to 0.68. All attributes presented spatial dependence. The exponential model presented the best fit for most variables based on the VMS criterion. The range values met the spacing and the lowest range being 11 m for pss in the NF area. Pearson's correlation evidenced the similarities between the maps of K, sand and macroporosity; and between the coefficients Kw and Kew; Kv and Kev. The results infer that the spatial variability can be approximated for these variables. The investigation of the spatial variability of Kw and Kv coefficients provided the identification of areas of greatest vulnerability to environmental impacts more...

Orientador: Denis José Schiozer Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica e Instituto de Geociências Resumo: As incertezas inerentes à simulação numérica de reservatórios podem originar modelos com diferenças significativas relativamente aos dados dinâmicos observados. A redução destas diferenças, processo conhecido por ajuste de histórico, é muitas vezes acompanhada por certa negligência da consistência geológica dos modelos, comprometendo a confiabilidade no processo e nas previsões de produção. Para manter a consistência geológica dos modelos, é fundamental integrar iterativamente o processo de ajuste de histórico com a modelagem geoestatística do reservatório. Apesar das diversas abordagens apresentadas nas últimas décadas, este processo de integração continua a ser altamente desafiante. Este trabalho propõe um fluxograma de modelagem geológica integrado com um fluxograma de ajuste de histórico, baseado no conceito do ponto piloto. O método do ponto piloto é uma técnica de parametrização geoestatística aplicada a modelos de reservatório, gerados a partir de um conjunto de dados medidos e de dados sintéticos definidos em outros pontos do reservatório, designados por pontos piloto. Neste trabalho os dados sintéticos correspondem a poços sintéticos e, por isso, designados por poços piloto. A metodologia é aplicada a um reservatório real, o reservatório arenítico de Norne, testando, desta forma, os diferentes procedimentos num cenário de elevada complexidade. Numa primeira etapa, é efetuada uma caracterização das heterogeneidades geológicas através da classificação de electrofacies juntamente com um refinamento do malha de simulação, por forma a obter volumes de fácies e propriedades petrofísicas com elevada resolução. Esta etapa apresenta diversas vantagens: (1) permite-nos mapear as heterogeneidades de pequena escala materializadas por camadas muito finas de folhelho e carbonatos cimentados que poderão atuar como barreiras estratigráficas verticais à dispersão dos diferentes fluídos; (2) permite a definição de novos atributos a serem usados durante a fase de ajuste como permeabilidade e transmissibilidade verticais, diferentes curvas de permeabilidade relativa associadas a diferentes tipos de rocha e, sobretudo, a definição das propriedades a serem incluídas nos poços piloto; (3) aumenta o controle geológico do processo de ajuste de histórico. Após a classificação de electrofacies, os modelos de alta resolução são integrados num processo iterativo entre a modelagem geológica e um processo de ajuste de histórico probabilístico e multiobjectivo guiado por poços piloto. Um dos maiores desafios do método dos poços piloto reside na configuração a adotar (número, localização e propriedades a modificar), sendo a flexibilidade do método uma das suas maiores vantagens. A configuração tem em conta os dados de produção, linhas de fluxo e enquadramento geológico-estrutural. A flexibilidade do método é demonstrada por meio de dois estudos de caso: a geração de figuras sedimentares, como é exemplo, o canal construído no segmento-G; a capacidade para procurar a melhor localização das camadas carbonatadas, altamente restritiva ao deslocamento dos fluídos no segmento C. Em última análise, o processo iterativo de modelagem geológica e ajuste de histórico guiado por poços piloto permitiu obter modelos geologicamente mais fiáveis que honrassem ao mesmo tempo o dado observado Abstract: The inherent uncertainties in numerical reservoir simulation can lead to models with significant differences to observed dynamic data. History matching reduces these differences but often neglects the geological consistency of the models, compromising forecasting reliability. To maintain the geological consistency of the models, the history-matching process must be integrated with geostatistical modeling. Despite many suggested approaches in recent decades, this integration process remains a challenge. This work proposes a geological modeling workflow integrated within a general history-matching workflow, utilizing the pilot point¿s concept (in this study assuming the form of pilot wells). The pilot point method is a geostatistical parameterization technique that calibrates a pre-correlated field, generated from measured values and a set of additional synthetic data at unmeasured locations in the reservoir, referred to as pilot points. In this study, the synthetic data corresponds to synthetic wells, henceforth referred to as pilot wells. The methodology is applied to a real, complex, sandstone reservoir, the Norne field. The geological heterogeneities are characterized, in detail, through electrofacies analysis and combined with a refined simulation grid, to create high-resolution facies and petrophysical 3D models. This stage has several advantages: (1) allows the mapping of fine-scale heterogeneities generally comprising decimeter shales and calcareous-cemented layers that may act as stratigraphic barriers to vertical fluid displacement; (2) allows the addition of new attributes used during the history-matching stage, such as properties used in the pilot wells, vertical permeability and transmissibility models, and different kr curves assigned to different rock types; and (3) increases geological control over the history-matching process. After analyzing electrofacies, the high-resolution datasets are integrated into an iterative loop between geostatistical modeling and a probabilistic, multi-objective history-matching process, guided by pilot wells. A key challenge using the pilot wells method is to optimize the pilot well configuration (number, location and properties to disturb), and the flexibility of the pilot well method is a principal advantage. The configuration includes production data, the preferred fluid flow paths (revealed during a streamline analysis) and the geological framework. The flexibility of the method is demonstrated in the two case studies presented here: generating specific sedimentary features (e.g. channels in the G-segment) and finding the best location for the cemented stringers responsible for the fluid behavior observed in C-segment. This work shows that the iterative process combining geological modeling and geostatistical-based history matching, guided by pilot wells, created geologically consistent models that honor observed data Doutorado Reservatórios e Gestão Doutor em Ciências e Engenharia de Petróleo more...

Orientador: Emilson Pereira Leite Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica e Instituto de Geociências Resumo: Este trabalho é uma compilação de quatro artigos, publicados em revistas internacionais, e dois capítulos adicionais aos estudos realizados com Análise de Componentes Independentes Rápida (FastICA) e Transformada Discreta de Cosseno (DCT) sobre o dados de poço e dados sísmicos. O primeiro artigo visa a classificação automática de dados de poços usando FastICA e K-Vizinhos mais Próximos (K-NN), um classificador espacial supervisionado, subdividindo o conjunto de dados em sub-conjuntos de dados para treinamento e classificação. O segundo acrescenta hipóteses sobre limiares em dados, para melhorar o nível de precisão da resposta do método de classificação e proposições de remoção de ruído. O terceiro artigo testa os processos de supressão e suavização do ruído através da DCT, com a intenção de melhorar a taxa de sucesso da classificação automática em relação aos dados do poços. O quarto trabalho mostra a associação FastICA com a decomposição Wavelet para formar a Análise Espectral de Componentes Independentes (ICSA), uma análise multivariada espectral, para visualizar diferentes características geológicas em diferentes bandas de freqüência. O método de aplicação da FastICA nesse artigo é utilizado no capítulo 6. O Capítulo 5 complementa o estudo e testa as condições estacionárias dos dados de poços, bem como os subconjuntos de dados criados durante a aplicação da classificação automática. O método FastICA é uma otimização computacional que assume a estacionariedade dos dados utilizados, se isso não for observado, o método perde sua robustez. O Capítulo 6, também complementar aos quatro artigos acima, utiliza um mecanismo relacionado à aplicação da FastICA do artigo quatro. Usando DCT para gerar diferentes linhas sísmicas suavizadas, FastICA correlaciona tudo em uma imagem suavizada que carrega informações de todas as linhas suavizadas Abstract: This work is a four article compilation , published in international journals, and two additional chapters to the studies performed with Fast Independent Component Analysis (FastICA) and Discrete Cosine Transform (DCT) over well-log data and seismic data. The first article aims to automatic classification well log data using FastICA and K-Nearest Neighbor (K-NN), a supervised spatial classifier, subdividing data set in sub datasets for training and classification. The second, adds data thresholds hypotheses to improve the output accuracy level of the classification method and noise removal purposes. The third article tests for noise suppression and smoothing processes through DCT, with the intention of improve the automatic classification success rate over well log data. The fourth paper shows the FastICA association with Wavelet decomposition to form the Independent Component Spectral Analysis (ICSA), an spectral multivariate analysis, to visualize different geological characteristics in different frequency bands. The Fast ICA application method is also important in the next chapters. Chapter 5 complements and tests the well log data stationary conditions, as well as the subsets of data created during the application of automatic classification. The FastICA method is a computational optimization that assumes the stationarity of the data used, if this is not observed, the method loses its robustness. Chapter 6, also complementary to the four articles above, uses a related mechanism to the article four FastICA application. Using DCT to generate different Smoothed Seismic Lines, FastICA correlates all in one smoothed image that carries information from all smoothed lines Doutorado Reservatórios e Gestão Doutor em Ciências e Engenharia de Petróleo more...

Orientador: Fresia Soledad Ricardi Torres Branco Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Geociências Resumo: Processos sedimentares e tectônicos relacionados à evolução da margem passiva da America do Sul formaram importantes depósitos de hidrocarbonetos, principalmente na Bacia de Campos. Nesta bacia localizada na costa do estado do Rio de Janeiro foram depositados pacotes sedimentares maciços durante o Cretáceo, que deram origem aos reservatórios turbidíticos, como a Formação Carapebus que compõe o Campo de Peregrino. A caracterização de um reservatório é dependente de dados de diversas áreas como geologia, geofísica e engenharia. Este trabalho se baseia na integração de dados de poços e sísmicos por meio de métodos de simulação geoestatística estocástica, gerando 100 modelos equiprováveis para o campo. Para este fim, o estudo utilizou descrições de testemunho de 5 poços e lâminas delgadas de 3 poços; 33 poços com perfilagem geofísica; dados laboratoriais como: Routine Core Analysis (RCA), Special Core Analysis (SCAL), difração de raio X (XRD); e cubo sísmico pós stack em profundidade. A metodologia aplicada contou com quatro principais fases: análise de poços; interpretação geológica-geofísica; modelagem estocástica; cálculo de volume e análise de cenários. Na análise de poços está inserida a identificação das principais rochas da Formação Carapebus, a correlação entre dados de laboratório e perfilagem geofísica, classificação de eletrofácies e cálculo petrofísicos (volume de folhelho, porosidade efetiva e saturação de água). A interpretação geológica integra a etapa de delimitação do topo e base nos poços e na sísmica, gerando horizontes que representam o topo da Formação Carapebus e Grupo Macaé, constituintes do grid geológico assim como do modelo conceitual. Através da simulação sequencial de indicatriz (SIS) e sequencial Gaussiana (SGS), o grid foi populado com eletrofácies e propriedades petrofísicas, gerando assim o volume de óleo inicialmente in place (STOIIP) e as probabilidades de ocorrência correspondentes. O cálculo de volume de óleo foi utilizado principalmente na análise dos resultados geoestatísticos, uma vez que é intrínseco a incerteza de todas as fases do trabalho. As rochas no Campo de Peregrino são principalmente conglomerados, arenitos seixosos a muito finos, siltitos e lamitos, que foram reclassificadas em eletrofácies 1 (reservatório), eletrofácies 2 (possível reservatório) e eletrofácies 3 (não reservatório). A eletrofácies 1 e eletrofácies 2 possuem porosidade efetiva média de 27,7% e 14,8%; e saturação de água média igual a 22% e 40% respectivamente. A interpretação sísmica e de poços evidenciou a presença de dois intervalos no reservatório separados por uma superfície de máxima inundação composta por siltitos e lamitos, sendo o segundo intervalo possivelmente formado por fluxos turbidíticos de alta densidade, enquanto o primeiro intervalo foi formado por fluxos de baixa densidade, posteriormente erodidos por canais. O reservatório apresenta maiores espessuras na direção do mergulho deposicional alcançando até 298 metros. Após a modelagem a proporção de eletrofácies 1 encontrada é igual a 45,1%, eletrofácies 2 igual a 32,8% e eletrofácies 3 igual a 22,1%. O volume de óleo inicialmente in place localizado acima do contato óleo/água (2355 metros) varia de 2 ¿ 2,25 bbl, com o caso base igual 2,159 bilhões de barris Abstract: Sedimentary and tectonic process related to evolution of the passive margin of South America formed important hydrocarbon deposits, principally in Campos Basin. In this basin located at Rio de Janeiro coast massive sedimentary packages were deposited throughout Cretaceous, which originated turbiditic reservoirs such as Carapebus Formation which forms the Peregrino Field. The reservoir characterization is dependent on data from different areas such as geology, geophysics and engineering. This work is based on integration of wells and seismic data by the stochastic geoestatistic simulation methods, generating 100 equiprovable models for the field. For this purpose, the study used 5-well core descriptions and 3-well thin sections; 33 wells with geophysical logs; laboratory data such as: Routine Core Analysis (RCA), Special Core Analysis (SCAL), X ray difraction (XRD); and post-stack depth seismic cube. The applied methodology follows four main phases: well analysis; geological-geophysical interpretation; stochastic modeling; volume calculation and scenario analysis. In the well analysis is inserted the identification of the main rocks of the Carapebus Formation, the correlation between laboratory data and geophysical logs, electrofacies classification and petrophysical calculation (shale volume, effective porosity and water saturation). The geological interpretation integrates the stage of top and base delimitation in the wells and in the seismic, generating horizons that represent the top of the Carapebus Formation and Macaé Group, constituents of the geological grid and the conceptual model as well. By the indicator sequential simulation (SIS) and Gaussian sequential simulation (SGS), the grid was populated with electrofacies and petrophysical properties, generating the oil initial in-place volume (STOIIP) and the corresponding probabilities of occurrence. The calculation of oil volume was mainly used in the analysis of the geostatistical results, since it is intrinsic to the uncertainty of all phases of the work. The rocks in the Peregrino Field are mainly conglomerates, pebbly ¿ very fine sandstones, siltstones and mudstones. The rocks was divided into electrofacies 1 (reservoir), electrofacies 2 (possible reservoir) and electrofacies 3 (non-reservoir). The electrofacies 1 and electrofacies 2 have average effective porosity of 27.7% and 14.8%; and average water saturation equal to 22% and 40% respectively. The seismic and well interpretation showed the presence of two intervals in the reservoir separated by a surface of maximum flood, composed by siltstones and mudstones, the second interval being possibly formed by high density turbiditic flows, while the first interval was formed by low density flows, later eroded by channels. The reservoir has thicknesses increasing in the direction of depositional dip reaching up to 298 meters. After stochastic modeling the proportion of electrofacies 1 found was equal to 45.1%, electrofacies 2 equal to 32.8% and electrofacies 3 equal to 22.1%. The volume of oil initially in place located above the oil / water contact (2355 meters) ranges from 2 - 2.25 bbl, with the base case equal to 2.159 billion barrels Mestrado Geologia e Recursos Naturais Mestre em Geociências Funcamp 4884 more...

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) Forest inventory is an important tool used to estimate forest wood production. However, some methodologies used in forest inventory are based in Classical Statistics, which disregards any spatial continuity that may exist between sample unities. Some geostatistic interpolators such as ordinary kriging (OK) and external drift kriging (EDK) allow us to assess this spatial structure. Furthermore, besides spatial variability, interpolators as EDK use one or more auxiliary variables. Satellite images have different components that interrelate with dendrometric variables and that can be used as auxiliary variables in order to increase the degree of precision of estimates. The aim of this study was to assess EDK performance on the volume estimation of Eucalyptus sp. stands using satellite image components as secondary variables and to compare it with OK performance. With this purpose, a forest inventory of 210 circular plots of 500 m² was carried out in order to estimate the volume (m³ ha-1 ) in each plot. Images obtained of studied area had blue, green, red and near infrared band. From these bands, it were extracted: gray level in each band, the ratio between bands, vegetation index (NDVI, SAVI e ARVI), texture measures and index generated from textures related to plot area. Covariance model adjustement throughout Stepwise method and selection by AIC (Akaike Information Criterion) method were made to EDK geostatistic. EDK and OK semivariograms were adjusted by different theoretical models through Ordinary Least Squares (OLS) method and the choice of the best model was given by the lowest value of residual standard error. From statistic analysis of images and correlation matrix, it was observed a correlation of variables with volume and also autocorrelation between these variables. The best covariance model selected was composed by band 2, measure of COR texture of band 2, MULCOR texture index of band 1 and by age. In the two semivariograms, the best model adjusted was the exponential one. Analysing the results, volume estimates generated by EDK produced better results than OK estimates and had the lowest value of residual standard error and the best area under curve (AUC) in receiver operating characteristic (ROC) curve analysis. O inventário florestal é uma importante ferramenta utilizada para estimar a produção dos povoamentos florestais. Contudo, algumas metodologias utilizadas no inventário são embasadas na Estatística Clássica, que desconsidera qualquer continuidade espacial que possa existir entre as unidades amostrais. Alguns interpoladores geoestatísticos, tais como a krigagem ordinária (KO) e a krigagem de deriva externa (KDE), permitem avaliar essa estrutura espacial. Além disso, interpoladores como a KDE utilizam, além da variável espacial, uma ou mais variáveis auxiliares. As imagens de satélites possuem diferentes componentes que se correlacionam com as variáveis dendrométricas podendo ser usados como variáveis auxiliares, visando o aumento do grau de precisão das estimativas. O objetivo deste estudo foi avaliar o desempenho da KDE na estimativa do volume de povoamentos florestais de Eucalyptus sp., utilizando os componentes de imagens de satélites como variáveis auxiliares e compará-la com o desempenho da KO. Com esse propósito, processouse um inventário florestal de 210 parcelas circulares de 500 m², a fim de estimar o volume (m³ ha-1 ) por parcela. As imagens obtidas da área do estudo continham as bandas azul, verde, vermelho e infravermelho próximo. A partir destas, foram extraídos o nível de cinza (NC) de cada banda, da razão simples entre as bandas, índices de vegetação (NDVI, SAVI e ARVI), medidas de textura e índices gerados a partir das texturas referentes à área da parcela. Para a geoestatística KDE, foi feito o ajuste do modelo de covariância através do método Stepwise e a seleção pelo método AIC (Critério de Informação de Akaike). Os semivariogramas da KDE e da KO foram ajustados por diferentes modelos teóricos por meio do método dos Mínimos Quadrados Ordinários (MQO) e a escolha do melhor modelo se deu pelo menor valor do erro padrão residual. Nas análises das estatísticas das imagens e da matriz de correlação geradas, foi possível observar a correlação das variáveis com o volume e também a autocorrelação existente entre as variáveis. O melhor modelo de covariância selecionado foi composto por banda 2, medida de textura COR (correlação) da banda 2, índice de textura MULCOR (correlação multiplicado pela banda) da banda 1 e pela idade. Nos dois semivariogramas, o modelo que melhor se ajustou foi o exponencial. Nas análises dos resultados, as estimativas de volume geradas pela KDE produziram melhores resultados que as estimativas da KO, obtendo o menor valor de erro padrão residual e a melhor área sob a curva (AUC) na análise da curva ROC (Receiver Operating Characteristic). more...

Orientador: Víctor Hugo Lachos Dávila Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Matemática Estatística e Computação Científica Resumo: É comum observar dados espaciais que estejam sujeitos a um limite inferior e superior de detecção (LOD), sendo assim, quando não se conhece o valor exato da observação mas sim o seu limite, esse dado é considerado censurado. Quando o valor está acima do limite de detecção ele é dito ser censurado à direita, e quando está abaixo, é dito ser censurado à esquerda. Para a análise desse tipo de dados, é possível encontrar na literatura trabalhos que adotam a estratégia de trocar os valores censurados por alguma função do limite de detecção (p. e., LOD/2, 2LOD, LOD) ou utilizam métodos Bayesianos através de métodos de Monte Carlo via Cadeias de Markov (MCMC) para estimar os parâmetros do modelo. Neste trabalho optamos por estimar os parâmetros do modelo via máxima verossimilhança (ML) utilizando a aproximação estocástica do algoritmo EM (SAEM). Este algoritmo permite estimar os parâmetros de interesse e fazer predições de locais observados e não observados com facilidade e rapidez. Além disso, desenvolvemos medidas de influência local e global baseadas na esperança condicional da função de verossimilhança aumentada (função Q) através do algoritmo SAEM. Entre essas medidas estão deleção de casos, perturbação na variável resposta, perturbação nas covariáveis e perturbação na matriz de correlação. Por fim, para verificar a sua eficácia, estudos de simulação foram feitos e a metodologia apresentada foi aplicada a dois conjuntos de dados reais Abstract: Spatial environmental data may be subject to some upper and lower limit of detection (LOD), measures below or above which are not quantifiable. As a result, the responses are either left or right censored. Historically, the most common practice for analysis of such data has been to replace the censored observations with some function of the limit of detection (LOD/2), or through data augmentation, by using Markov chain Monte Carlo methods. In this work, we propose an exact estimation procedure to obtain the maximum likelihood estimates of the fixed effects and variance components, using a stochastic approximation of the EM (SAEM) algorithm. This approach permits estimation of the parameters and predictions at observed and unobserved locations in an easy and fast way. Besides that, we develop local and global influence measures on the basis of the conditional expectation of the complete-data loglikelihood function which eliminates the complexity associated with the approach of Cook (1977, 1986) for spatial censored models. Measures as case deletion, response perturbation, scale matrix perturbation and explanatory variable perturbation are presented. Finally, the proposed algorithm is applied to a two real dataset and studies simulations are made in order to explore the accuracy of the proposed method Mestrado Estatística Mestra em Estatística CAPES more...

Made available in DSpace on 2016-03-07T19:20:55Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2015-08-18. Added 1 bitstream(s) on 2016-03-07T19:24:44Z : No. of bitstreams: 1 000858282.pdf: 15227548 bytes, checksum: 0b5bd78eb1b1e4513ab092742cdd66a9 (MD5) A falta de informação sobre variabilidade espacial dos atributos dos solos é um dos fatores limitantes para o crescimento de diferentes áreas do conhecimento e setores produtivos. Estas informações aliadas ao conhecimento das suas incertezas possibilitam a correta interpretação dos resultados e possíveis tomadas de decisão aliadas a este. O estudo foi desenvolvido em duas etapas: na primeira etapa, objetivou-se, utilizar informações geológicas, geomorfológicas e pedológicas para a redução da densidade amostral necessária para a caracterização espacial da suscetibilidade magnética (SM), teor de argila e saturação por bases (V%); na segunda etapa objetivou-se, utilizar as incertezas espaciais da SM e teor de argila para o delineamento de unidades de mapeamento. A área de estudo, localizada no município de Guatapará, possui 870 ha e é caracterizada pela transição geológica Basalto - Depósito Aluvionar - Depósito Colúvio Eluvionar, formas da paisagem côncavas e convexas e presença de Latossolos e Neossolo. Foram coletadas 371 amostras na profundidade de 0-0,25 m para a avaliação da SM, teor de argila e V%. A incorporação das informações secundárias nos modelos geoestatísticos foi realizada por meio da krigagem simples com médias locais variando. Para a SM as informações sobre a geologia e geomorfologia foram responsáveis por cerca de 45% e 44% da sua continuidade espacial. Para o teor de argila, estes resultados foram superiores indicando 54% (geologia) e 53% (geomorfologia). Para o V%, não foi observada relação entre as informações secundárias e sua continuidade espacial. As incorporações das informações geológicas e geomorfológicas aos dados de SM propiciaram, respectivamente, a redução em 44% e 37% no número de amostras requeridas para representar o padrão espacial do atributo. Para o teor de argila foi verificada a possibilidade de redução em 35% no número de amostras... The lack of information on spatial variability of soil attributes is one of the limiting factors for the development of different areas of knowledge and productive sectors. This information and the knowledge of their uncertainties allow the correct interpretation of results and possible decision making. The study was conducted in two stages: the first stage aimed to use geological, geomorphological, and pedological information in order to reduce the sampling density needed for the spatial characterization of magnetic susceptibility (MS), clay content and base saturation (BS); the second stage aimed to use the spatial uncertainty of MS and clay content for the delineation of mapping units. The study area, located in the municipality of Guatapará, has 870 ha and is characterized by geological transition Basalt - Alluvial Deposit - Eluvial-Colluvial Deposit, concave and convex landforms and presence of Oxisols and Entisols. 371 samples were collected at a depth of 0-0.25 m for the evaluation of MS, clay content and BS. The incorporation of secondary information in geostatistical models was performed through the simple kriging with varying local means. For MS, information about geology and geomorphology were responsible for approximately 45% and 44% of its spatial continuity. For clay content, these results were higher, indicating 54% (geology) and 53% (geomorphology). For BS, there was no relation between secondary information and its spatial continuity. The incorporation of geological and geomorphology information to the MS data allowed a reduction of 44% and 37% in the number of samples required to represent the spatial pattern of the attribute. For clay content was verified the possibility of reducing by 35% the number of samples using both information. In the second stage of the study, average and standard deviation (uncertainty) maps of MS and clay content were calculated based on 200 realizations of the sequential gaussian ... more...

Made available in DSpace on 2015-12-10T14:23:14Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2015-02-27. Added 1 bitstream(s) on 2015-12-10T14:29:31Z : No. of bitstreams: 1 000850563.pdf: 6553807 bytes, checksum: b20c25ecb294dbf65e24ae1d99837031 (MD5) Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) Georges Matheron, baseado na teoria das variáveis regionalizadas, sua criação, desenvolveu a Geoestatística, inicialmente aplicada em mineração, mas que atualmente é de larga aplicação em várias áreas do conhecimento cujos problemas possuem forte ligação espacial. Segundo essa metodologia, o método estimador mais usual é a Krigagem Ordinária, que leva em consideração a estrutura de variâncias e covariâncias entre as amostras que, neste caso, dependem da localização geográfica dos postos amostrados. Para utilização essa técnica, parte-se da pressuposição que a função aleatória Z(x), que descreve o fenômeno estudado, apresente estacionariedade de segunda ordem ou satisfaça a hipótese intrínseca. Isto implica, em ambos os casos, que E [Z(x)] = m, sendo m desconhecido, mas constante. Se, porventura, esta condição não for satisfeita e se a função aleatória Z (x) puder ser escrita como a seguinte soma Z (x) = m(x) + Y(x), onde m(x) é o valor da esperança de Z(x) e pode ser escrita como um polinômio de grau baixo e Y(x) constituir a parte aleatória, deve-se usar a metodologia da Krigagem Universal, da qual a Krigagem Ordinária é um caso particular. No entanto, a Krisagem Universal possui uma dificuldade metodológica que é a de se supor conhecido o semivariograma dos Resíduos. Uma das maneiras de contornar este problema é utilizar a Krisagem dos Resíduos ou Krigagem Residual. O objetivo desta dissertação é apresentar, embora de maneira não rigorosa, o formalismo matemático que embasa a teoria da Krigagem, os problemas relativos a Krigagem Residual e as críticas que são feitas a este método. Por fim, serão exibidos dois exemplos retirados da literatura, cujo fenômeno em estudo não cumpre e as condições exigidas para a Krigagem Ordinária e nos quais, portanto, deve-se aplicar a Krigagem Universal que, nestes casos, será feita através da Krigagem dos Resíduos more...

Made available in DSpace on 2015-06-17T19:33:35Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2015-02-23. Added 1 bitstream(s) on 2015-06-18T12:48:21Z : No. of bitstreams: 1 000829238.pdf: 637365 bytes, checksum: 75d81fe45f480a643a58907ac183e577 (MD5) A leprose-dos-citros é uma das doenças mais graves da citricultura brasileira, acarretando sérios prejuízos à produção de laranja. O objetivo foi determinar a distribuição espacial e temporal da leprose em pomares cítricos sob aplicações de acaricidas para controle do ácaro-vetor Brevipalpus phoenicis (Geijskes, 1939). Os experimentos foram conduzidos de março de 2013 a dezembro de 2014 em dois pomares cítricos, localizados no município de Taquaral-SP, Brasil. O primeiro pomar apresentava no início do experimento 594 plantas de laranja em uma área de 17.374,5 m2. O segundo pomar apresentava inicialmente de 2.686 plantas de laranja em uma área de 38.610 m2. Foram realizadas três avaliações de severidade da leprose em cada um dos pomares selecionados para instalação dos experimentos. No primeiro pomar, as avaliações foram realizadas em março e setembro de 2013 e janeiro de 2014, enquanto que no segundo pomar foram realizadas em julho de 2013, agosto e dezembro de 2014. Foram aplicados acaricidas com pulverizador tratorizado de jato transportado nos dois pomares após constatação do nível de controle após a amostragem do ácaro. Nos dois pomares, houve coletas de ácaros para confirmação da espécie e de material vegetal infectado com leprose para determinação do vírus presente. Somente no primeiro pomar o número de ácaros coletados foi suficiente para constatação do vírus no vetor empregando testes de RT-PCR. A leprose no início das infecções não apresentou distribuição normal e padrão agregado. As aplicações de acaricidas não foram suficientes para conter a disseminação da leprose nos dois pomares avaliados. As amostras de ácaros positivas para CiLV-C foram encontradas predominantemente próximos aos focos de leprose, indicando a dependência entre ácaros virulíferos e as plantas sintomáticas. No início das infecções, a leprose-dos-citros apresenta padrão agregado e as aplicações ... Citrus leprosis is one of the most severe diseases of brazilian citrus, resulting in serious losses on the production. The purpose was to determine the spatial and temporal distribution of leprosis in citrus orchards under mitecide sprays for controlling the mite vector Brevipalpus phoenicis (Geijskes, 1939). The trials were conduced from march 2013 to december 2014 in two citrus orchards, located in the municipality of Taquaral - SP, Brazil. The first orchard presented initially 594 citrus plants in na area of 17.374,5 m2. The second orchard presented initially 2,686 citrus plants in na area of 38.610 m2. Were carried out three evaluations of leprosis severity on each of the selected orchards for the experiments installation. In the first orchard the evaluations were conduced in march and september 2013 and january 2014, whislt in the second orchard occurred in july 2013, august and december 2014. Mitecides were sprayed using an airblast field sprayer in both the orchards after noticed the level of control according to the traditional mite sampling. In the two orchards there were mite collections for confirming the species and vegetal material infected with leprosis in order to determine the presence of virus. Only in the first orchard the number of collected mites was enough to ascertain the virus inside the vector by applying RT-PCR tests. The leprosis in the beginning of infections does not present normal distribution and presente aggregate pattern. The sprays of mitecides on the basis of traditional mite samplings were not enough to contain the leprosis dissemination in both assessed orchards. The mite samplings positive for CiLV-C were found predominantly closer to the leprosis focus, refering to a dependance between virulent mite and symptomatic plants. At the beginning of infections, leprosy-of-citrus presents aggregate pattern and applications of miticides spirodiclofen and fembutatina oxide for the control of B. phoenicis ... more...

Made available in DSpace on 2015-06-17T19:33:39Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2015-02-19. Added 1 bitstream(s) on 2015-06-18T12:48:15Z : No. of bitstreams: 1 000829243.pdf: 426110 bytes, checksum: 5fa64b6d69f766cd73493c9dc1332816 (MD5) O amendoim (Arachis hypogaea L.) é uma oleaginosa de grande importância na economia nacional. No entanto, a cultura do amendoim é infestada pelo tripes-do-prateamento, Enneothrips flavens Moulton, durante o ciclo da planta com início na fase vegetativa até o fim da fase reprodutiva, apresentando período crítico dos 25 aos 70 dias após a semeadura, prejudicando sua produtividade. Devido aos danos que podem provocar, o Manejo Integrado da Praga precisa ser estabelecido, porém, é necessário definir a distribuição e flutuação populacional deste inseto no ambiente. Assim, o objetivo desse trabalho foi avaliar a distribuição espacial de E. flavens utilizando a geoestatística, visando mapear a dependência espacial e estabelecer mapas de interpolação por krigagem. O experimento foi conduzido na Fazenda de Ensino, Pesquisa e Extensão (FEPE) da Faculdade de Ciências Agrárias e Veterinárias (FCAV/UNESP), Campus Jaboticabal, São Paulo, Brasil. A variedade IAC Runner 886 foi cultivada em 1 hectare (10.000 m²), dividido em 100 parcelas de 100 m² cada (10 m x 10 m). As avaliações foram realizadas em campo no início da fase vegetativa aos 19 dias após a semeadura (DAS) até o fim da fase reprodutiva (101 DAS), totalizando 12 avaliações. Em cada parcela foram escolhidas 5 plantas ao caso e retirado o folíolo do ponteiro, realizando-se a contagem do número de ninfas e adultos do tripes-do-prateamento. A utilização da geoestatística permitiu concluir que a praga apresentou distribuição em reboleiras, de forma agregada com dependência espacial em 7 das 12 avaliações, e a ausência de dependência espacial indicou a presença do efeito pepita puro em 5 avaliações. Na primeira avaliação, aos 19 dias após semeadura (DAS), foi identificado que a praga infestou a planta a partir das bordaduras, indicando uma possível relação com a presença de plantas hospedeiras alternativas na área, pois durante o experimento ... The peanut (Arachis hypogaea L.) is an oilseed crop of great importance in the national economy. However, this crop is attacked by thrips-of-silvering, Enneothrips flavens Moulton, during the cycle of the plant starting in the vegetative phase to the end of the reproductive phase, presenting critical period between 25 and 70 days after sowing, causing yield losses. Due to the damage they can cause, the Integrated Pest Management needs to be established, however, it is necessary to define the distribution and population dynamics of this insect in the environment. The objective of this study was to evaluate the spatial distribution of E. flavens using geostatistics, mapping spatial dependence and drawing krigging maps. The experiment was conducted at Fazenda de Ensino, Pesquisa e Extensão (FEPE), an experimental area of FCAV / UNESP, Jaboticabal, São Paulo, Brazil. The IAC Runner 886 peanut, grown in 1 ha (10,000 m2). Each plot had an area of 100 m2 (10 m x 10 m). The evaluations were performed in the field at the beginning of the vegetative phase at 19 days after sowing (DAS) to the end of the reproductive phase (101 DAS), totaling 12 surveys. In each plot were chosen five plants and the leaflet pointer was removed, counting the nymphs and adults of thrips-of-silvering. The use of geostatistics allowed to conclude that the pest showed aggregated distribution with spatial dependence in 7 of the 12 reviews, and the absence of spatial dependence indicated the presence of nugget effect on the other five. In the first evaluation, 19 days after sowing (DAS), it was identified that the pest infested the plant from the borders, indicating a possible relationship with the presence of alternative host plants in the area, because during the experiment existed soybean, corn and also tiguera peanut and weeds. The spherical model showed the best fit to the semivariogram, with a range varying from 36,14m to 60,61m (26 DAS to 48 DAS, respectively) more...

Orientadores: Paulo Sérgio Graziano Magalhãe, Armando Zaupa Remacre Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Agrícola Resumo: Umas das ferramentas utilizadas na Agricultura de Precisão (AP) é a geoestatística, cujo principal objetivo é a descrição dos padrões espaciais e a estimativa de dados em locais não amostrados. Um dos fatores limitantes para se fazer um adequado mapeamento do solo e atender os requisitos mínimos dos métodos de interpolação é a necessidade de uma amostragem densa da área, o que inviabiliza muitas vezes o mapeamento do solo, devido ao demorado e custoso processo de retirada de amostras. Dentro deste contexto os métodos de interpolação geoestatísticos vislumbram uma solução para o presente desafio, tornando possível a descrição da variabilidade espacial do solo com uma pequena amostragem da variável a qual se deseja conhecer, utilizando para isto outros atributos que são mais facilmente mensuráveis e a um custo menor. Uma das técnicas possíveis para otimizar a quantidade de pontos amostrais consiste na utilização de dados obtidos através de sensores de solo para orientação da amostragem. Este trabalho tem como hipótese que, utilizando dados provenientes de sensores de Condutividade Elétrica Aparente (CEa) do solo em conjunto com técnicas de geoestatística, é possível, através de uma amostragem direcionada e reduzida, conhecer a descrição da variabilidade espacial da fertilidade e do estado físico dos solos com adequada precisão. A presente pesquisa teve como objetivo obter mapas da variabilidade espacial dos atributos químicos e físicos do solo utilizando um número reduzido de amostras e aplicando métodos de interpolação geoestatísticos (krigagem ordinária e com deriva externa), tendo como base dados de condutividade elétrica aparente do solo. A metodologia utilizada para a obtenção dos mapas de variabilidade espacial dos atributos do solo indicam que é possível prever mapas que podem ser utilizados para recomendação de fertilizantes à taxa variável. Esta abordagem abre novas possibilidades para que atributos agronômicos importantes possam ser estimados em grandes áreas a partir de um número reduzido de amostras, auxiliando os agricultores no manejo da cultura e tomada de decisão Abstract: One of the tools used in precision agriculture (PA) is geostatistics, which main objective is to describe the spatial patterns and the estimated data on non-sampled locations. One of the limiting factors for making a proper soil mapping and meet the minimum requirements of interpolation methods is the need for a dense sampling grid, which often makes it impossible, as the process are time consuming and expensive. Within this context, the geostatistical interpolation methods envision a solution for this challenge, making it possible to describe the soil spatial variability with a small sampling of the primary variable (which you want to know), using other attributes that are easily measured. One of the possible techniques to optimize the number of soil sampling is the use of data obtained from soil sensors. This work the assumption that, using data from the Apparent Electrical Conductivity (ECa) together with geostatistical techniques, it is possible, through a targeted and reduced sampling, know the spatial variability of soils fertility and physical condition with adequate precision. Therefore, this research aims to obtain maps of the spatial variability of chemical and physical soil properties using a reduced number of samples and applying geostatistical interpolation methods (ordinary kriging and kriging with external drift), based on data of apparent electrical conductivity. The methodology used to obtain the maps of spatial variability of soil attributes indicate that it is possible to provide maps that can be used for fertilizer recommendation to the variable rate. This approach opens new possibilities for important agronomic attributes be estimated in large areas from a small number of samples, assisting farmers in crop management and decision-making Mestrado Máquinas Agrícolas Mestre em Engenharia Agrícola more...

Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mineral. Departamento de Engenharia de Minas, Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto. Este trabalho apresenta uma metodologia de estimativa de pilha de minério, desde a escavação de minério até a deposição, de modo a possibilitar a criação de um modelo de blocos englobando a pilha desejada, estimando e simulando os seus teores e granulometria. Seus dados são gerados a partir da obtenção dos dados de escavação e de basculamento fornecidos pelo despacho eletrônico por meio de sistema de GPS instalado nas máquinas de carga e transporte. Utilizando uma rotina computacional é possível obter os dados granuloquímicos dos pontos de escavação cruzando as coordenadas dos pontos de escavações obtidas pelo GPS do despacho eletrônico e o modelo geológico de blocos, que depois de tratados, fornecem os dados de basculamento, dados estes utilizados na estimativa da pilha. Cada ponto de basculamento em média é composto por cerca de seis pontos de escavações, que compõem uma carga de caminhão. Cada massa basculada na pilha é considerada como uma amostra. O procedimento permite aumentar o controle de pilhas de minérios, o que possibilita estocar minérios de teores marginais e utilizá-los em momentos oportunos como uma frente de lavra qualquer no sequenciamento do plano de lavra. É um método que não requer custos adicionais para ser aplicado, sendo necessário na mina apenas uma adaptação de rotina e um minucioso trabalho de gestão da qualidade dos dados a serem obtidos para a estimativa. Possui a grande vantagem de ser utilizado no mesmo modelo geológico de blocos da mina, o que permite que a pilha de minério estimada possa ser tratada como uma frente de lavra qualquer no sequenciamento de lavra. É uma metodologia ampla que abrange desde a etapa de escolha da disposição do material até o sequenciamento do plano de lavra. This paper presents a methodology of estimation of ore pile, from its excavation to the deposition, to enable the creation of a model of blocks that covers the desired pile, estimating and simulating the ore grade and grain sizes. Its data is generated from excavation and dumping data provided by the electronic dispatch through a GPS system installed in load and transportation machines. By using a computational routine, it is possible to obtain the grain sizes and ore grade by grain sizes data of the excavation points crossing the coordinates of the excavation points obtained by the GPS of the electronic dispatch and the geological model of blocks, which, after being treated, provide the dumping data. This data is used to estimate the pile. Each dumping point is, on average, made of six excavation points, which correspond to a loaded truck. This procedure allows increasing the control of the ore piles, and therefore, storing marginal content ore and using it in opportune moments like any other mining front in the mining plan sequencing. This method doesn’t require any additional costs to be used, it only requires some adjustments in the routine and a thorough quality management work of the to-be-obtained data for the estimate. It also presents the great advantage of being usable in the same geological model blocks. more...

Made available in DSpace on 2015-12-10T14:24:21Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2014-12-18. Added 1 bitstream(s) on 2015-12-10T14:30:32Z : No. of bitstreams: 1 000852053_20160401.pdf: 4317066 bytes, checksum: f711850c5967ca8d33b10a843b016a1b (MD5). Added 1 bitstream(s) on 2016-01-12T18:58:37Z : No. of bitstreams: 1 000852053_20160401.pdf: 298183 bytes, checksum: 373a6d26885673b3b4ef02fa404ad4d8 (MD5) Bitstreams deleted on 2016-04-01T11:49:42Z: 000852053_20160401.pdf,. Added 1 bitstream(s) on 2016-04-01T11:50:36Z : No. of bitstreams: 1 000852053.pdf: 4323329 bytes, checksum: cbb39d03b1f4c401c6a03fd196acc50f (MD5) Nos últimos anos, a cultura da seringueira tem-se expandido para as regiões Centro-Oeste e Sudeste do Brasil e, com isto, vários problemas fitossanitários tem ocorrido, dentre estes está o fitoparasitismo pelo nematoide Meloidogyne exigua. Sua incidência na planta ocasiona danos que reduzem a produção de látex e, ocasionalmente, causa a morte de plantas que, consequentemente, reduz a rentabilidade do plantio. O objetivo do trabalho foi estudar a evolução do parasitismo ao longo do tempo e no espaço, estudando a população de nematoides em diferentes clones e épocas e analisando imagens de satélite. A área de estudo localiza-se no município de Itiquira, Estado de Mato Grosso, Brasil, com área total de 6.646 ha plantados com 22 clones de seringueira. Por meio da análise visual de imagem de satélite, falhas (desfolha e seca de ponteiros) no dossel foram definidos pontos georreferenciados para amostragens em campo, sendo baseados na composição RGB da imagem do satélite Landsat 5, na data de 21-11-2004. Na área experimental o nematoide M. exigua apresenta infestação natural e para a coleta das amostras de raízes da planta e solo, foram selecionados 265 pontos em maio de 2013, período de desfolha, e 227 em novembro de 2013, após o reenfolhamento do seringal com suas respectivas coordenadas geográficas. Estas foram nos mesmos pontos, onde se verificou a variação populacional neste período. A análise nematológica foi realizada nas amostras de raízes e solo referentes aos pontos amostrados para o período citado, sendo constatada variação populacional com maior infestação em maio do que em novembro, em ambas as análises de raízes e de solo In the last years, the rubber tree culture have expanded for Center-west and Southeast regions of Brazil, and with that, many phytosanitary problems have occurred, among them, there is the phytoparasitism of Meloidogyne exigua nematode. Its incidence in plants causes damages, which reduce the latex production and, occasionally, causes plants' death, which, consequently, damages the rubber tree development and crop profitability. The aim was to study the evolution of parasitism over time and space, studying the current population of nematodes in different clones and periods and analyzing satellite images. The study area is located in Itiquira municipality, Mato Grosso State, Brazil, in a total area of 6.646-planted ha with 22 rubber tree clones. Through visual analysis of satellite imagery, failures (defoliation and drought pointers) in canopy have been defined georreferencing points for sampling in field, based in RGB composition of Landsat 5 satellite's image of November 11, 2004. In the experimental area the nematode infestation 4 natural and then for soil and plants roots sampling collecting, it have been selected 265 points in May and 227 in November with its respective geographic coordinates. The sampling collecting have done in defoliation periods and after the rubber tree refoliation, in May and November 2013, respectively. These were in the same points, where it has verified the population variation in this period, occurring more infestation in May than November, both roots and soil analysis. The nematological analysis has done in roots and soil samples. These data have been used for interpolation (kriging) of populations for M. exigua spatial distribution mapping in 5 clones in major area, as GT 1, PB 217, PB 235, ... more...

Made available in DSpace on 2015-09-17T15:24:45Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2014-12-12. Added 1 bitstream(s) on 2015-09-17T15:47:21Z : No. of bitstreams: 1 000846728.pdf: 2846465 bytes, checksum: 18af526d81e692060fa0256a7c869b01 (MD5) Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) Dengue é a infecção por arbovírus mais comum em todo o mundo e é causada por quatro sorotipos distintos (DENV 1-4). No presente trabalho analisamos a transmissão do Dengue virus (DENV) em São José do Rio Preto (SP) no período entre 2011 e 2014. Foram utilizadas amostras de sangue de pacientes febris que procuraram o serviço de saúde do município. A pesquisa do DENV foi realizada através da técnica Multiplex RT-PCR utilizando primers que se ligam a regiões do gene da proteína não estrutural NS5 e da proteína estrutural C, seguido por Nested-PCR com iniciadores espécie-específicos. Foram analisadas 1.098 amostras no período entre agosto de 2011 a junho de 2014. Setecentos e noventa e oito amostras (798/1098, 72%) foram confirmadas como positivas por Multiplex-Nested-PCR. Os sorotipos de DENV encontrados foram: 65,41% (522/798) DENV-4, 22,56% (180/798) DENV-1, 11,28% (90/798) DENV-2 e 0,75% (6/798) co-infecção (DENV-1/DENV-4, DENV- 1/DENV-2), mostrando um padrão complexo de circulação dos sorotipos. Com a utilização de técnicas de geoestatística dos casos de dengue foi possível a detecção de áreas (zona Norte de São José do Rio Preto) com risco relativo elevado de ocorrência de DENV-4, áreas estas que foram priorizadas com relação ao emprego de medidas de vigilância e controle. Trinta e três amostras de DENV-4 foram submetidas ao sequenciamento do gene do envelope, assim como, à reconstrução filogenética. Dentre as 33 amostras, dez tiveram o genoma completo sequenciado, sendo filogeneticamente classificadas. As análises filogenéticas mostram que as amostras identificadas neste estudo foram agrupadas no genótipo Americano, que circula no Brasil. O genótipo Americano demonstrou apenas um clado agrupando todas as amostras de SJRP, indicando a circulação de uma única linhagem. A análise filogenética do genoma completo de DENV-4 mostra relação entre os isolados... Dengue is the most common arboviral infection worldwide and is caused by four distinct serotypes. In the present study we assessed the Dengue virus (DENV) transmission in São José do Rio Preto (SP) from 2011 to 2014. We analyzed blood samples from febrile patients who where attended at health care services in São José do Rio Preto. The DENV detection was performed with Multiplex RT-PCR using Flavivirus generic primers based on nonstructural protein (NS5) and structural protein (C), followed by Nested-PCR assay with species-specific primers. We analyzed 1098 samples from August 2011 to June 2014. Seventy two samples (798/1098, 72%) were confirmed as positive by multiplex RT-PCR. The DENV serotypes distribution were: 65.41% (522/798) DENV-4, 22.56% (180/798) DENV-1, 11.28% (90/798) DENV-2 and 0.75% (6/798) coinfection (DENV-1/DENV-4, DENV-1/DENV-2), showing a complex serotypes circulation pattern a of serotypes circulation. With the use of geostatistical techniques of dengue cases it was possible to detect areas (northern zone of São José do Rio Preto) with high relative risk of DENV-4 occurrence, these areas should be prioritized regarding the employment of surveillance and control measures. Thirty-three DENV-4 have been subjected to sequencing of the entire envelope gene and were used for phylogenetic reconstruction. Among the 33 samples ten had the full genome sequenced and were classified phylogenetically. The phylogenetic analyses showed that the samples identified in this study were grouped with American genotype that circulating in Brazil. The American genotype showed only one clade grouped with all SJRP samples, indicating the circulation of a single lineage. Phylogenetic analysis of DENV-4 complete genome shows a relationship between isolates from São José do Rio Preto with isolates found in northern region of south America. Amino acid substitutions were observed in the structural proteins (21%) and non-structural proteins... more...

Made available in DSpace on 2015-04-09T12:28:15Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2014-09-19Bitstream added on 2015-04-09T12:47:54Z : No. of bitstreams: 1 000812419.pdf: 4244747 bytes, checksum: ebbe695f993797fc70a703116e71229d (MD5) A agricultura exige informações de mapeamento de atributos dos solos em escala detalhada com a apresentação da acurácia. Os objetivos destes estudos foram: (i) avaliar o potencial da geoestatística morfológica no mapeamento de classes de perdas de solo por erosão; (ii) avaliar duas metodologias geoestatísticas: krigagem ordinária e simulação sequencial gaussiana no mapeamento do diâmetro médio do cristal da goethita, e (iii) avaliar o potencial do uso da análise de dissimilaridade entre janelas móveis a partir de dados multivariados de atributos do solo de plantas ao longo de uma transeção para a alocação de unidade de mapeamento. O estudo (i) foi realizado no município de Tabapuã, Estado de São Paulo em uma área de 530 ha, em uma malha amostral de 626 pontos, sendo coletadas amostras de solo, determinados os atributos físicos e químicos, e calculada a erosão do solo pela equação universal de perdas de solo. A partir desses valores, foram realizadas as análises estatísticas descritivas e geoestatísticas, e os valores dos atributos do solo foram estimados por meio da abordagem morfológica da função indicatriz. Obtiveram-se mapas morfológicos a partir de 100 simulações. Foi observada a incerteza desses mapas pela entropia de Shannon, e houve maior incerteza na transição entre as classes de erosão. A simulação é eficiente na caracterização espacial e na definição dos limites laterais das classes de perdas de solo por erosão. O estudo (ii) foi realizado na mesma área anterior, com uma malha amostral de 113 pontos espaçados a cada 10 metros. Nesses pontos foram determinados os teores de goethita da fração argila, calculada a largura a meia-altura e com ela obtiveram-se os valores do diâmetro do cristal da goethita. Foram ajustamos modelos aos variograma, em seguida estimados e simulados por krigagem ordinária e simulação sequencial gaussiana (SSG), respectivamente. Os mapas da krigagem ... Agriculture calls for attributes mapping as well as soil classification data leading to an accurate presentation. The objectives of this study were: (i) to evaluate the morphologic geostatistical potential for the mapping of soil losses due to erosion; (ii) to assess two geostatistical methodologies; ordinary kriging and gaussian sequential simulation in mapping of the average diameter of goethite crystal; and (iii) to evaluate the potential of the usage of dissimilarity between mobile windows analysis from multivariated attribute data from the soil attributes of plants in a transection for the allocation of the mapping unity. The study (i) was performed in Tabapuã, a municipality in São Paulo State, in a 530 ha area, within a sampling net of 626 points, being soil samples collected, for which physical and chemical attributes were determined, and soil erosion calculated by means of the universal equation of soil losses. Based on those values, descriptive and geostatistical analysis were performed, while soil attribute values were esteemed from a morphological approach of indicator variables (dummy) function. Those resulted in morphological maps from 100 simulations. Some uncertainties of these maps were noticed by means of Shannon entropy and greater uncertainty came for the transition between erosion classes. The simulation is efficient in spatial characterization and in the definition of the lateral limits of soil losses by erosion classes. The study (ii) was in the same former area, having a net sampling of 113 points at each 10 meters. At these points the content of goethite clay fraction was determined, together with the width at halfheight, from which the goethite crystal diameter values were obtained. Models were adjusted to the variograms, followed by estimation and simulation by ordinary kriging and gaussian sequential simulation. Ordinary kriging map does not show extreme values (minimum and maximum) at specific sites ... more...

Made available in DSpace on 2015-04-09T12:28:16Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2014-09-19Bitstream added on 2015-04-09T12:47:51Z : No. of bitstreams: 1 000818159.pdf: 713025 bytes, checksum: 8e10abb59326c33e4756709eb2ae6b93 (MD5) Euschistus heros (Fabricius, 1798) é uma das principais espécies do complexo de percevejos que atacam a cultura da soja, pois causam danos diretos e irreversíveis ao produto comercial, além de ser a espécie mais abundante no país. Objetivou-se estudar a distribuição espacial da praga utilizando geoestatística. Para tanto, foi conduzido um experimento com a variedade SYN1365RR em uma área experimental de 0,8 ha, localizada em Jaboticabal - SP, Brasil. A área foi dividida em 80 parcelas de 100 m² (10 x 10 m) cada, onde foram realizadas amostragens semanais de ninfas e adultos de E. heros por meio do pano entomológico (1,0 x 0,5 m). Os dados foram agrupados em ninfas (1° a 5° instares), adultos, e estágios capazes de causar danos às plantas (ninfas de 3° a 5° instares e adultos). De acordo com a análise geoestatística dos dados, a distribuição da praga no campo ocorreu de forma agregada a partir do início de formação das vagens (R3) até a colheita da cultura (R8). O modelo matemático que apresentou o melhor ajuste aos semivariogramas experimentais foi o esférico, e o alcance da dependência espacial (a) variou entre 23,71 e 87,10 metros. Em relação ao grau de agregação da praga, as ninfas encontraram-se moderadamente agregadas, enquanto que os demais grupos apresentaram agregação variando entre forte e moderada. Os mapas de krigagem permitiram a visualização dos pontos de entrada da praga no campo, que iniciou o processo de colonização da área nas parcelas mais próximas à bordadura Euschistus heros (Fabricius, 1798) is one of the most important species from the pentatomid complex that attack soybean. It is the most abundant pentatomid in Brazil, and nymphs and adults feed on pods and seeds causing direct and irreversible damage to the commercial product. The present study aimed to study its spatial distribution using geostatistics. Thus, an experiment was carried out with the cultivar SYN1365RR in a 0.8-ha experimental field, located in Jaboticabal - SP, Brazil. The area was divided into 80 sampling units of 100 m² (10 x 10 m) each, where nymphs (1st to 5th instars), adults, and insects able to damage the seeds (nymphs from 3rd to 5th instars and adults) were sampled by the drop cloth method (1.0 x 0.5 m) on a weekly basis. Based on the geostatistical analysis of the count data, the spatial distribution of the pest in the field had an aggregated pattern from the beginning of pods (R3) to full maturity stages (R8). The spherical model was the mathematical model that best fitted the experimental semivariograms, and the range of spatial dependence (a) varied from 23.71 to 87.10 m. Regarding the spatial pattern of the pest, nymphs were moderately aggregated in the field whereas adults and stages capable of causing damage to the plants had aggregation patterns ranging from strong to moderate. Based on the kriging maps, it was possible to visualize the behavior of the pest, which started the colonization at sampling units closer to the border of the experimental area more...

Objetivou-se com este trabalho, identificar os indicadores ambientais que influenciaram na ocorrência de deslizamentos de terra considerando aspectos geotécnicos, o levantamento e mapeamento dos solos e de outros atributos do meio físico, utilizando os recursos dos Sistemas de Informação Geográfica na cidade de Juiz de Fora, Minas Gerais. A metodologia foi divida em três etapas: coletas de amostras de solo, análises em laboratório que foram realizadas nos Departamentos de Solos e da Engenharia Civil da Universidade Federal de Viçosa e a etapa de geoprocessamento. Foi realizada a abertura e descrição do perfil de solo, coletadas amostras deformadas e com estrutura preservada por meio do anel volumétrico na superfície e amostras deformadas subsuperficiais onde se observou em profundidade dois fatores: textura e mudança de horizonte, em 43 pontos distribuídos na área da sub-bacia do córrego do Yung, no bairro Três Moinhos. Também foram coletadas amostras indeformadas para os ensaios geotécnicos nos horizontes B e C. Os dados das análises físicas foram espacializados no programa R por meio do pacote geoR e realizaram-se as interpolações usando o método da Krigagem Simples. Também os dados de profundidade do solum e a condutividade hidráulica foram mapeados através de ferramentas disponíveis no ArcGis 10.1. Os resultados apontaram que não é necessária a ocorrência de eventos extremos de chuva para que ocorram deslizamentos na cidade. Estes estão relacionados ao padrão de moradia, relevo e uso e ocupação do solo. A caracterização geotécnica evidenciou menor resistência à erodibilidade do horizonte B em relação ao horizonte C, que apresentou maior perda de solo acumulado, em vista do menor teor de argila e ausência de estrutura. O ensaio de cisalhamento direto mostrou que a resistência quanto ao solo natural comparando os horizontes é próxima, mas ao ensaiar o solo saturado há um decréscimo acentuado na resistência do horizonte C. Concluindo, áreas expostas de horizonte C, solos pouco profundos e muito declivosos evidenciam maior potencial de erosão. Os dados de textura foram satisfatórios para a realização da análise geoestatística, pois o modelo identificou as cicatrizes de deslizamento pela elevada presença de silte e a correlação entre os atributos físicos do solo. The study aimed to identify environmental indicators that influence the occurrence of landslides considering geotechnical aspects, the survey and mapping of soils and other attributes of the physical environment, using the capabilities of Geographic Information Systems in Juiz de Fora Minas Gerais. The methodology was divided into three steps: collection of soil samples, laboratory analyzes that were conducted in the Departments of Soil and Civil Engineering in Federal University of Viçosa and geoprocessing. It was performed the description of soil profile and collected deformed and undeformed samples using the volumetric ring on surface. It was used an auger for measuring Solum (horizon A+B) and collecting subsurface material observing in depth the horizon transition and texture. All the collected materials were distributed on 43 points in the sub-basin area of the Yung stream in Três Moinhos neighborhood. It was also collected undeformed samples for geotechnical testing in B and C horizons. The physical analysis data were spatialized using R program through geoR package and interpolated using the Simple Kriging method. Also the data of the solum depth and hydraulic conductivity were mapped using available tools in ArcGIS 10.1. The results showed that the occurrence of extreme rainfall events is not required for landslides occurring in the city, and these are linked to the standard of housing, relief, and the use and occupation of land. The geotechnical characterization showed greater resistance of B horizon to erodibility against the C horizon, which showed higher cumulative soil loss because of the lower clay content and absence of structure. The direct shear test showed that resistance of natural soils horizons is similar, but testing the saturated soil there is a hard decrease in the resistance of horizon C. Concluding, it was verified that exposed C horizon soil, shallow soils and steep slopes show greater potential for erosion. The texture data were satisfactory for the performance of geostatistical analysis in view of the model had identified the slipped scars by high presence of silt and the correlation between soil physical properties. more...