Sistema de inferência Fuzzy para estimativa da umidade do solo sob influência do teor de matéria orgânica
| Autor(a) principal: | |
|---|---|
| Data de Publicação: | 2015 |
| Tipo de documento: | Dissertação |
| Idioma: | por |
| Título da fonte: | Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFRRJ |
| Texto Completo: | https://rima.ufrrj.br/jspui/handle/20.500.14407/14314 |
Resumo: | O estudo da dinâmica da água no solo tem sido crescente frente à necessidade de otimização de uso de recursos hídricos para a manutenção da produtividade agrícola. Como forma de auxiliar esse estudo, diferentes modelos de dinâmica da água no solo têm sido criados e estudados, em uma tentativa de se prever situações que empiricamente se tornam demoradas e custosas. A dinâmica da água no solo está associada diretamente a parâmetros físico-hídricos do solo, assim como a umidade do solo. Para se determinar a umidade do solo existem técnicas que necessitam de uma grande quantidade de amostragens, elevando o custo e o tempo necessário para realizar tais medições. Este trabalho dá continuidade à dissertação de Belleza. É elaborado um modelo baseado em regras fuzzy para estimar a umidade em camadas superficiais do solo a partir de dados de textura do solo, potencial matricial e quantidade de matéria orgânica. A distinção e análise feitos pelo modelo recaem sobre a influência da matéria orgânica sobre a retenção de umidade pelo solo, desconsiderada pela maioria dos trabalhos deste tipo. O conjunto de dados utilizado para treinamento e validação do modelo é proveniente de um projeto de pesquisa realizado na região amazônica, organizado em relatório financiado pela Petrobras. Os resultados, obtidos através de simulação realizada no software Matlab, demonstram que a matéria orgânica possui grande influência na retenção de umidade por solos cujo teor de argila esteja abaixo de 35%. É observada uma redução significativa do erro absoluto médio total em relação ao trabalho de Belleza, que desconsidera a influência da matéria orgânica. O aumento do número de regras do sistema de inferência fuzzy permite também uma melhor aproximação das estimativas do valor real de umidade. Levando em conta as incertezas inerentes ao fenômeno este modelo é considerado adequado devido a sua simplicidade e média de erros relativamente baixa, e uma evolução no campo da modelagem da estimativa de umidade do solo por lógica fuzzy. |
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Triani, Tárcio de SampaioCeddia, Marcos Bacis14157121821http://lattes.cnpq.br/2115137917689655Oliveira, Rosane Ferreira de88918629753http://lattes.cnpq.br/1677695285426749vellasco, Marley Maria Bernardes RebuzziDias, Claudia Mazza10754560708http://lattes.cnpq.br/01758013755067692023-12-22T02:59:53Z2023-12-22T02:59:53Z2015-06-22TRIANI, Tárcio de Sampaio. Sistema de inferência Fuzzy para estimativa da umidade do solo sob influência do teor de matéria orgânica. 2015. 70 f. Dissertação (Mestrado em Modelagem Matemática e Computacional) - Instituto de Ciências Exatas, Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro, Seropédica - RJ, 2015.https://rima.ufrrj.br/jspui/handle/20.500.14407/14314O estudo da dinâmica da água no solo tem sido crescente frente à necessidade de otimização de uso de recursos hídricos para a manutenção da produtividade agrícola. Como forma de auxiliar esse estudo, diferentes modelos de dinâmica da água no solo têm sido criados e estudados, em uma tentativa de se prever situações que empiricamente se tornam demoradas e custosas. A dinâmica da água no solo está associada diretamente a parâmetros físico-hídricos do solo, assim como a umidade do solo. Para se determinar a umidade do solo existem técnicas que necessitam de uma grande quantidade de amostragens, elevando o custo e o tempo necessário para realizar tais medições. Este trabalho dá continuidade à dissertação de Belleza. É elaborado um modelo baseado em regras fuzzy para estimar a umidade em camadas superficiais do solo a partir de dados de textura do solo, potencial matricial e quantidade de matéria orgânica. A distinção e análise feitos pelo modelo recaem sobre a influência da matéria orgânica sobre a retenção de umidade pelo solo, desconsiderada pela maioria dos trabalhos deste tipo. O conjunto de dados utilizado para treinamento e validação do modelo é proveniente de um projeto de pesquisa realizado na região amazônica, organizado em relatório financiado pela Petrobras. Os resultados, obtidos através de simulação realizada no software Matlab, demonstram que a matéria orgânica possui grande influência na retenção de umidade por solos cujo teor de argila esteja abaixo de 35%. É observada uma redução significativa do erro absoluto médio total em relação ao trabalho de Belleza, que desconsidera a influência da matéria orgânica. O aumento do número de regras do sistema de inferência fuzzy permite também uma melhor aproximação das estimativas do valor real de umidade. Levando em conta as incertezas inerentes ao fenômeno este modelo é considerado adequado devido a sua simplicidade e média de erros relativamente baixa, e uma evolução no campo da modelagem da estimativa de umidade do solo por lógica fuzzy.The study of soil water dynamics has been growing across the need to optimize the use of water resources for the maintenance of agricultural productivity. In order to assist this study, different models of soil water dynamics has been created and studied in an attempt to predict situations that empirically become time-consuming and expensive. The soil water dynamics is directly associated with physical and hydric parameters, as well as the soil moisture. To determine the soil moisture, there are techniques that require a large amount of samples, increasing the cost and time required to perform such measurements.This work continues the dissertation of Belleza. A model based on fuzzy rules to estimate the moisture in topsoil from soil texture data, matric potential and amount of organic matter is elaborated. The distinction and analysis made by the model fall under the influence of organic matter on the soil water retention, disregarded by most studies of this type. The data set used for training and validation of the model comes from a research project conducted in the Amazon region, organized in a report funded by Petrobras. The results, obtained by simulation performed in the software Matlab, show that the organic matter has great influence in soil water retention of soils which clay content is under 35%. A significant decrease of total mean error in relation with the work of Belleza, which ignores the influence of organic matter, is observed. The increase in the number of the fuzzy inference system rules also allow a better approximation of the estimated values to the real moisture values. Taking into account the uncertainties inherent to the phenomenon this model is considered appropriate, due to its simplicity and relatively low average of errors, and an evolution in the field of modeling the soil moisture estimation by fuzzy logic.application/pdfporUniversidade Federal Rural do Rio de JaneiroPrograma de Pós-Graduação em Modelagem Matemática e ComputacionalUFRRJBrasilInstituto de Ciências ExatasComputational-mathematicsDiffuse logicComputação-matemáticaLógica difusaMatemáticaSistema de inferência Fuzzy para estimativa da umidade do solo sob influência do teor de matéria orgânicaFuzzy inference system for estimating the soil moisture under the influence of organic matter contentinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisAFONSO, A. C. M.; NETTO, A. M.; VASCONCELOS, W. E. de. Fuzzy logic applied to the modeling of water dynamics in an oxisol in northeastern Brazil. Revista Brasileira de Ciência do Solo, v. 38, n. 2, p. 454-463, Viçosa, 2014. AGÊNCIA BRASIL. Desperdício de água no Brasil chega a 40%. O GLOBO, Brasília, 24 abr. 2007. Disponível em: <http://oglobo.globo.com/sociedade/ciencia/desperdicio-de-aguano- brasil-chega-40-4193297>. Acesso em: 29 dez. 2014. AGÊNCIA NACIONAL DE ÁGUAS. Conjuntura dos recursos hídricos no Brasil: informe 2013. Brasília, ANA, 2013. AMENDOLA, M.; SOUZA, A. L.; BARROS, L. C. Manual do uso da teoria dos conjuntos fuzzy no Matlab 6.5. Campinas: CPG/FEAGRI/UNICAMP, 2005. ASSOULINE, S.; TESSIER, D.; BRUAND, A. A conceptual model of the soil water retention curve. Water Resources Research, v. 34, n. 2, p. 223-231, 1998. BÁRDOSSY, A.; DISSE, M. Fuzzy rule-based models for infiltration. Water Resources Research, v. 29, n. 2, p. 373-382, 1993. BARROS, L. C. de. Sobre sistemas dinâmicos fuzzy - Teoria e Aplicações. 1997. Tese (Doutorado). Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Matemática, Estatística e Computação Científica, Campinas, 1997. BARROS, L. C. de; BASSANEZI, R. C. Tópicos de lógica fuzzy e biomatemática. 2. ed. São Paulo: Unicamp/IMMEC, 2010. BAYER, C.; MIELNICZUK, J. Dinâmica e função da matéria orgânica. In: SANTOS, G.A.; CAMARGO, F.A.O.; SILVA, L. S.; CANELLAS, L. P. (Ed.). Fundamentos da matéria orgânica do solo: ecossistemas tropicas e subtropicais. 2. ed. Porto Alegre: Metrópole, 2008. BELLEZA, M. P. Modelagem fuzzy aplicada à estimativa da umidade do solo da Formação Solimões - AM. 2014. Dissertação (Mestrado em Modelagem Matemática e Computacional) - Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro, Seropédica, 2014. BIASSUSI, M. Simulação do movimento da água no solo utilizando modelo numérico. 2001. Tese (Doutorado) - Faculdade de Agronomia, Universidade Federal do Rio Grande do Sul, Porto Alegre, 2001. BRAIDA, J. A. Matéria orgânica e resíduos vegetais na superfície do solo e suas relações com o comportamento mecânico do solo sob plantio direto. 2004. Tese (Doutorado em Ciência do Solo) - Universidade Federal de Santa Maria, Santa Maria, 2004. 66 BRAIDA, J. A.; BAYER, C.; ALBUQUERQUE, J.; REICHERT, J. Matéria orgânica e seu efeito na física do solo. Tópicos em ciência do solo, v. 7, p. 221-278, Viçosa, 2011. CANCINO CALLE, J. A. Análise de ruptura de talude em solo não saturado. 2000. Dissertação (Mestrado em Geotecnia) - Escola de Engenharia de São Carlos, Universidade de São Paulo, São Carlos, 2000. CEDDIA, M. B. Física do solo. Material de apoio da disciplina de Física do solo do curso de pós-graduação em Ciência do Solo, Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro, Seropédica, 2013. CELIA, M. A.; BOULOUTAS, E. F.; ZARBA, R. L. A general mass-conservative numerical solution for the unsaturated flow equation. Water Resources Research, v. 26, n.7, p. 1483- 1496, 1990. CICHOTA, R.; VAN LIER, Q. de J. Análise da variabilidade espacial de pontos amostrais da curva de retenção da água no solo. Revista Brasileira de Ciência do Solo, v. 28, n. 4, p. 585-596, 2004. COSTA, E. M.; SILVA, H. F; RIBEIRO, P. R. de A. Matéria orgânica do solo e o seu papel na manutenção e produtividade dos sistemas agrícolas. Enciclopédia Biosfera, Centro Científico Conhecer - Goiânia, v.9, n. 17, 2013. DA SILVA, E. M.; LIMA, J. E. F. W; AZEVEDO, J. A; RODRIGUES, L. N. Valores de tensão na determinação da curva de retenção de água de solos do Cerrado. Pesq. agropec. bras., Brasília, v. 41, n. 2, p. 323-330, 2006. EMBRAPA. Centro Nacional de Pesquisa de Solos (Rio de Janeiro, RJ). Sistema Brasileiro de Classificação de Solos. 2. ed. Rio de Janeiro: Embrapa-SPI, 2006. FAVORETTO, C. M. Caracterização da matéria orgânica humificada de um latossolo vermelho distrófico através da espectroscopia de fluorescência induzida a laser. Dissertação (Mestrado em Química Aplicada) - Universidade Estadual de Ponta Grossa, Ponta Grossa, 2007. GARDNER, W. H. Water content. In: KLUTE, A.Methods of soil analysis. Part 1. Physical and mineralogical methods, 2. ed. Madison, Soil Science Society of America, Inc., 1986. HALKIDIS, I. N.; TZIMOPOULOS, C.; EVANGELIDES, C.; SAKKELARIOYMAKRANTONAKI, M. Soil water management problem using fuzzy arithmetic. Global NEST J, v. 11, n. 4, p. 556-565, 2009. HILLEL, D. Environmental soil physics: Fundamentals, applications, and environmental considerations. Academic press, 1998. IBGE (Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística). Manual Técnico de Pedologia. Manuais Técnicos em Geociências, n. 4, 2. ed., 2007. KLUTE, A.; DIRKSEN, C. Hydraulic conductivity and diffusivity: Laboratory methods. In: KLUTE, A. Methods of soil Analysis. 2. ed. Madison, American Society of Agronomy, Inc., 1986. 67 KOSKO, B. Fuzziness vs. probability. International Journal of General System, v. 17, p. 211-240, 1990. LEPSCH, I. F. Formação e conservação dos solos. 2. ed. Oficina de textos, São Paulo: 2010. LIBARDI, P. L. Dinâmica da Água no Solo. São Paulo: Edusp, 2005. LIBARDI, P. L. Água no solo. Notas de aula ministrada em 2014. ESALQ/USP. Disponível em: <http://www.leb.esalq.usp.br/aulas/lce200/Agua_no_Solo_2014.pdf>. Acesso em: 20/12/2014. LIMA, F. M. C. de; SILVA, S. A. da; FILGUEIRA, H. J. A.; GOMES, H. P. Controle do potencial matricial da água no solo por meio de lógica fuzzy. Irriga, v. 15, n. 4, p. 431-442, 2010. MANICH, M.; GUETTER, A. K. Solução analítica da equação de Richards. Revista Brasileira de Recursos Hídricos, v. 16, n.1, p. 47-54, 2011. MCBRATNEY, A. B.; ODEH, I. O. A. Application of fuzzy sets in soil science: fuzzy logic, fuzzy measurements and fuzzy decisions. Geoderma, v. 77, n. 2, p. 85-113, 1997. MEURER, E.J.; RHENHEIMER, D.; BISSANI, C.A. Fenômenos de superfície. In: Meurer, E.J. (Ed.) Fundamentos de química do solo. Porto Alegre: Genesis, 2000. MUALEM, Y. A new model for predicting the hydraulic conductivity of unsaturated porous media. Water resources research, v. 12, n. 3, p. 513-522, 1976. ORTEGA, N. R. S. Aplicação da teoria de conjuntos fuzzy a problemas da biomedicina. Tese (Doutorado) - Instituto de Física, Faculdade de São Paulo, São Paulo, 2001. OTTONI, M. V. Avaliação do ajuste da curva de retenção de água dos solos a partir de três umidades representativas. Anais do XVIII Simpósio Brasileiro de Recursos Hídricos, Associação Brasileira de Recursos Hídricos, Campo Grande, p. 22-26, 2009. PEDRYCZ, W. Why triangular membership functions?. Fuzzy sets and Systems, v. 64, n. 1, p. 21-30, 1994. PETROBRAS SA. Relatório final do levantamento detalhado de solos da Base Petrolífera Geólogo Pedro de Moura (BOGPM), Coari - AM. Projeto Petrossolos Amazônicos (Convênio PETROBRAS/UFRRJ/FAPUR, No45/08). Coordenador: Marcos Bacis Ceddia. 642p. 2010. RAWLS,W. J.; NEMES, A.; PACHEPSKY, Y. Effect of soil organic carbon on soil hydraulic properties. Developments on Soil Science, n. 30, cap. 6, 2004. RAWLS, W. J.; PACHEPSKY, Y. A.; SOBECKI, T.; BLOODWORTH, H. Effect of soil organic carbon on soil water retention. Geoderma, v. 116, n. 1, p. 61-76, 2003. REICHARDT, K.; TIMM, L. C. Solo, planta e atmosfera: conceitos, processos e aplicações. Manole, 2004. ROSSI, C.; NIMMO, J. R. Modeling of soil water retention from saturation to oven dryness. Water Resources Research, v. 30, n. 3, p. 701-708, 1994. 68 SANTOS, R. D. dos; LEMOS, R. C.; SANTOS, H. G. dos; KER, J. C.; ANJOS, L. H. C. dos. Manual de descrição e coleta de solo no campo. 5 ed. Sociedade Brasileira de Ciência de Solo, Viçosa, 2005. SOMMERFELDT, T. G.; CHANG. C. Soil-water properties as affected by twelve annual applications of cattle feedlot manure. Soil Sci. Soc. Am. J., 49:7-9. 1986. SOUZA, A. L. Teoria de conjuntos fuzzy no estudo da dinâmica da água e de solutos no solo. 2007. 157 f. 2007. Tese (Doutorado) - Faculdade de Engenharia Agrícola, Universidade Estadual de Campinas, Campinas, 2007. TAVARES, M. H. F.; FELICIANO, J. J. S.; VAZ, C.M.P. Análise comparativa de métodos para determinação da curva de retenção de água em solos. In: XXXI Congresso Brasileiro de Ciência do Solo, Gramado, 2007. TZIMOPOULOS, C; TSAOUSIS, A; EVANGELIDES, C; SAKELLARIOU, M. Fuzzy analysis of infiltration problem. In: Agricultural and biosystems engineering for a sustainable world. International Conference on Agricultural Engineering, Hersonissos, Grécia, 2008. European Society of Agricultural Engineers, 2008. VAN GENUCHTEN, M. Th. A closed-form equation for predicting the hydraulic conductivity of unsaturated soils. Soil Science Society of America Journal, v. 44, n. 5, p. 892-898, 1980. WANG, L. X.; MENDEL, J. M. Generating fuzzy rules by learning from examples. IEEE Transactions on Systems, Man and Cybernetics, v. 22, n. 6, p. 1414-1427, 1992. ZADEH, L. A. Fuzzy sets. Information and control, v. 8, n. 3, p. 338-353, 1965.https://tede.ufrrj.br/retrieve/5089/2015%20-%20T%c3%a1rcio%20de%20Sampaio%20Triani.pdf.jpghttps://tede.ufrrj.br/retrieve/19762/2015%20-%20T%c3%a1rcio%20de%20Sampaio%20Triani.pdf.jpghttps://tede.ufrrj.br/retrieve/26033/2015%20-%20T%c3%a1rcio%20de%20Sampaio%20Triani.pdf.jpghttps://tede.ufrrj.br/retrieve/32460/2015%20-%20T%c3%a1rcio%20de%20Sampaio%20Triani.pdf.jpghttps://tede.ufrrj.br/retrieve/38896/2015%20-%20T%c3%a1rcio%20de%20Sampaio%20Triani.pdf.jpghttps://tede.ufrrj.br/retrieve/45220/2015%20-%20T%c3%a1rcio%20de%20Sampaio%20Triani.pdf.jpghttps://tede.ufrrj.br/retrieve/51628/2015%20-%20T%c3%a1rcio%20de%20Sampaio%20Triani.pdf.jpghttps://tede.ufrrj.br/retrieve/58076/2015%20-%20T%c3%a1rcio%20de%20Sampaio%20Triani.pdf.jpghttps://tede.ufrrj.br/jspui/handle/jspui/1723Submitted by Celso Magalhaes (celsomagalhaes@ufrrj.br) on 2017-06-01T11:43:57Z No. of bitstreams: 1 2015 - Tárcio de Sampaio Triani.pdf: 2326230 bytes, checksum: 297ea4ee1d9f2251260ab1c73fb44502 (MD5)Made available in DSpace on 2017-06-01T11:43:57Z (GMT). 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O estudo da dinâmica da água no solo tem sido crescente frente à necessidade de otimização de uso de recursos hídricos para a manutenção da produtividade agrícola. Como forma de auxiliar esse estudo, diferentes modelos de dinâmica da água no solo têm sido criados e estudados, em uma tentativa de se prever situações que empiricamente se tornam demoradas e custosas. A dinâmica da água no solo está associada diretamente a parâmetros físico-hídricos do solo, assim como a umidade do solo. Para se determinar a umidade do solo existem técnicas que necessitam de uma grande quantidade de amostragens, elevando o custo e o tempo necessário para realizar tais medições. Este trabalho dá continuidade à dissertação de Belleza. É elaborado um modelo baseado em regras fuzzy para estimar a umidade em camadas superficiais do solo a partir de dados de textura do solo, potencial matricial e quantidade de matéria orgânica. A distinção e análise feitos pelo modelo recaem sobre a influência da matéria orgânica sobre a retenção de umidade pelo solo, desconsiderada pela maioria dos trabalhos deste tipo. O conjunto de dados utilizado para treinamento e validação do modelo é proveniente de um projeto de pesquisa realizado na região amazônica, organizado em relatório financiado pela Petrobras. Os resultados, obtidos através de simulação realizada no software Matlab, demonstram que a matéria orgânica possui grande influência na retenção de umidade por solos cujo teor de argila esteja abaixo de 35%. É observada uma redução significativa do erro absoluto médio total em relação ao trabalho de Belleza, que desconsidera a influência da matéria orgânica. O aumento do número de regras do sistema de inferência fuzzy permite também uma melhor aproximação das estimativas do valor real de umidade. Levando em conta as incertezas inerentes ao fenômeno este modelo é considerado adequado devido a sua simplicidade e média de erros relativamente baixa, e uma evolução no campo da modelagem da estimativa de umidade do solo por lógica fuzzy. |
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AFONSO, A. C. M.; NETTO, A. M.; VASCONCELOS, W. E. de. Fuzzy logic applied to the modeling of water dynamics in an oxisol in northeastern Brazil. Revista Brasileira de Ciência do Solo, v. 38, n. 2, p. 454-463, Viçosa, 2014. AGÊNCIA BRASIL. Desperdício de água no Brasil chega a 40%. O GLOBO, Brasília, 24 abr. 2007. Disponível em: <http://oglobo.globo.com/sociedade/ciencia/desperdicio-de-aguano- brasil-chega-40-4193297>. Acesso em: 29 dez. 2014. AGÊNCIA NACIONAL DE ÁGUAS. Conjuntura dos recursos hídricos no Brasil: informe 2013. Brasília, ANA, 2013. AMENDOLA, M.; SOUZA, A. L.; BARROS, L. C. Manual do uso da teoria dos conjuntos fuzzy no Matlab 6.5. Campinas: CPG/FEAGRI/UNICAMP, 2005. ASSOULINE, S.; TESSIER, D.; BRUAND, A. A conceptual model of the soil water retention curve. Water Resources Research, v. 34, n. 2, p. 223-231, 1998. BÁRDOSSY, A.; DISSE, M. Fuzzy rule-based models for infiltration. Water Resources Research, v. 29, n. 2, p. 373-382, 1993. BARROS, L. C. de. Sobre sistemas dinâmicos fuzzy - Teoria e Aplicações. 1997. Tese (Doutorado). Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Matemática, Estatística e Computação Científica, Campinas, 1997. BARROS, L. C. de; BASSANEZI, R. C. Tópicos de lógica fuzzy e biomatemática. 2. ed. São Paulo: Unicamp/IMMEC, 2010. BAYER, C.; MIELNICZUK, J. Dinâmica e função da matéria orgânica. In: SANTOS, G.A.; CAMARGO, F.A.O.; SILVA, L. S.; CANELLAS, L. P. (Ed.). Fundamentos da matéria orgânica do solo: ecossistemas tropicas e subtropicais. 2. ed. Porto Alegre: Metrópole, 2008. BELLEZA, M. P. Modelagem fuzzy aplicada à estimativa da umidade do solo da Formação Solimões - AM. 2014. Dissertação (Mestrado em Modelagem Matemática e Computacional) - Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro, Seropédica, 2014. BIASSUSI, M. Simulação do movimento da água no solo utilizando modelo numérico. 2001. Tese (Doutorado) - Faculdade de Agronomia, Universidade Federal do Rio Grande do Sul, Porto Alegre, 2001. BRAIDA, J. A. Matéria orgânica e resíduos vegetais na superfície do solo e suas relações com o comportamento mecânico do solo sob plantio direto. 2004. Tese (Doutorado em Ciência do Solo) - Universidade Federal de Santa Maria, Santa Maria, 2004. 66 BRAIDA, J. A.; BAYER, C.; ALBUQUERQUE, J.; REICHERT, J. Matéria orgânica e seu efeito na física do solo. Tópicos em ciência do solo, v. 7, p. 221-278, Viçosa, 2011. CANCINO CALLE, J. A. Análise de ruptura de talude em solo não saturado. 2000. Dissertação (Mestrado em Geotecnia) - Escola de Engenharia de São Carlos, Universidade de São Paulo, São Carlos, 2000. CEDDIA, M. B. Física do solo. Material de apoio da disciplina de Física do solo do curso de pós-graduação em Ciência do Solo, Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro, Seropédica, 2013. CELIA, M. A.; BOULOUTAS, E. F.; ZARBA, R. L. A general mass-conservative numerical solution for the unsaturated flow equation. Water Resources Research, v. 26, n.7, p. 1483- 1496, 1990. CICHOTA, R.; VAN LIER, Q. de J. Análise da variabilidade espacial de pontos amostrais da curva de retenção da água no solo. Revista Brasileira de Ciência do Solo, v. 28, n. 4, p. 585-596, 2004. COSTA, E. M.; SILVA, H. F; RIBEIRO, P. R. de A. Matéria orgânica do solo e o seu papel na manutenção e produtividade dos sistemas agrícolas. Enciclopédia Biosfera, Centro Científico Conhecer - Goiânia, v.9, n. 17, 2013. DA SILVA, E. M.; LIMA, J. E. F. W; AZEVEDO, J. A; RODRIGUES, L. N. Valores de tensão na determinação da curva de retenção de água de solos do Cerrado. Pesq. agropec. bras., Brasília, v. 41, n. 2, p. 323-330, 2006. EMBRAPA. Centro Nacional de Pesquisa de Solos (Rio de Janeiro, RJ). Sistema Brasileiro de Classificação de Solos. 2. ed. Rio de Janeiro: Embrapa-SPI, 2006. FAVORETTO, C. M. Caracterização da matéria orgânica humificada de um latossolo vermelho distrófico através da espectroscopia de fluorescência induzida a laser. Dissertação (Mestrado em Química Aplicada) - Universidade Estadual de Ponta Grossa, Ponta Grossa, 2007. GARDNER, W. H. Water content. In: KLUTE, A.Methods of soil analysis. Part 1. Physical and mineralogical methods, 2. ed. Madison, Soil Science Society of America, Inc., 1986. HALKIDIS, I. N.; TZIMOPOULOS, C.; EVANGELIDES, C.; SAKKELARIOYMAKRANTONAKI, M. Soil water management problem using fuzzy arithmetic. Global NEST J, v. 11, n. 4, p. 556-565, 2009. HILLEL, D. Environmental soil physics: Fundamentals, applications, and environmental considerations. Academic press, 1998. IBGE (Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística). Manual Técnico de Pedologia. Manuais Técnicos em Geociências, n. 4, 2. ed., 2007. KLUTE, A.; DIRKSEN, C. Hydraulic conductivity and diffusivity: Laboratory methods. In: KLUTE, A. Methods of soil Analysis. 2. ed. Madison, American Society of Agronomy, Inc., 1986. 67 KOSKO, B. Fuzziness vs. probability. International Journal of General System, v. 17, p. 211-240, 1990. LEPSCH, I. F. Formação e conservação dos solos. 2. ed. Oficina de textos, São Paulo: 2010. LIBARDI, P. L. Dinâmica da Água no Solo. São Paulo: Edusp, 2005. LIBARDI, P. L. Água no solo. Notas de aula ministrada em 2014. ESALQ/USP. Disponível em: <http://www.leb.esalq.usp.br/aulas/lce200/Agua_no_Solo_2014.pdf>. Acesso em: 20/12/2014. LIMA, F. M. C. de; SILVA, S. A. da; FILGUEIRA, H. J. A.; GOMES, H. P. Controle do potencial matricial da água no solo por meio de lógica fuzzy. Irriga, v. 15, n. 4, p. 431-442, 2010. MANICH, M.; GUETTER, A. K. Solução analítica da equação de Richards. Revista Brasileira de Recursos Hídricos, v. 16, n.1, p. 47-54, 2011. MCBRATNEY, A. B.; ODEH, I. O. A. Application of fuzzy sets in soil science: fuzzy logic, fuzzy measurements and fuzzy decisions. Geoderma, v. 77, n. 2, p. 85-113, 1997. MEURER, E.J.; RHENHEIMER, D.; BISSANI, C.A. Fenômenos de superfície. In: Meurer, E.J. (Ed.) Fundamentos de química do solo. Porto Alegre: Genesis, 2000. MUALEM, Y. A new model for predicting the hydraulic conductivity of unsaturated porous media. Water resources research, v. 12, n. 3, p. 513-522, 1976. ORTEGA, N. R. S. Aplicação da teoria de conjuntos fuzzy a problemas da biomedicina. Tese (Doutorado) - Instituto de Física, Faculdade de São Paulo, São Paulo, 2001. OTTONI, M. V. Avaliação do ajuste da curva de retenção de água dos solos a partir de três umidades representativas. Anais do XVIII Simpósio Brasileiro de Recursos Hídricos, Associação Brasileira de Recursos Hídricos, Campo Grande, p. 22-26, 2009. PEDRYCZ, W. Why triangular membership functions?. Fuzzy sets and Systems, v. 64, n. 1, p. 21-30, 1994. PETROBRAS SA. Relatório final do levantamento detalhado de solos da Base Petrolífera Geólogo Pedro de Moura (BOGPM), Coari - AM. Projeto Petrossolos Amazônicos (Convênio PETROBRAS/UFRRJ/FAPUR, No45/08). Coordenador: Marcos Bacis Ceddia. 642p. 2010. RAWLS,W. J.; NEMES, A.; PACHEPSKY, Y. Effect of soil organic carbon on soil hydraulic properties. Developments on Soil Science, n. 30, cap. 6, 2004. RAWLS, W. J.; PACHEPSKY, Y. A.; SOBECKI, T.; BLOODWORTH, H. Effect of soil organic carbon on soil water retention. Geoderma, v. 116, n. 1, p. 61-76, 2003. REICHARDT, K.; TIMM, L. C. Solo, planta e atmosfera: conceitos, processos e aplicações. Manole, 2004. ROSSI, C.; NIMMO, J. R. Modeling of soil water retention from saturation to oven dryness. Water Resources Research, v. 30, n. 3, p. 701-708, 1994. 68 SANTOS, R. D. dos; LEMOS, R. C.; SANTOS, H. G. dos; KER, J. C.; ANJOS, L. H. C. dos. Manual de descrição e coleta de solo no campo. 5 ed. Sociedade Brasileira de Ciência de Solo, Viçosa, 2005. SOMMERFELDT, T. G.; CHANG. C. Soil-water properties as affected by twelve annual applications of cattle feedlot manure. Soil Sci. Soc. Am. J., 49:7-9. 1986. SOUZA, A. L. Teoria de conjuntos fuzzy no estudo da dinâmica da água e de solutos no solo. 2007. 157 f. 2007. Tese (Doutorado) - Faculdade de Engenharia Agrícola, Universidade Estadual de Campinas, Campinas, 2007. TAVARES, M. H. F.; FELICIANO, J. J. S.; VAZ, C.M.P. Análise comparativa de métodos para determinação da curva de retenção de água em solos. In: XXXI Congresso Brasileiro de Ciência do Solo, Gramado, 2007. TZIMOPOULOS, C; TSAOUSIS, A; EVANGELIDES, C; SAKELLARIOU, M. Fuzzy analysis of infiltration problem. In: Agricultural and biosystems engineering for a sustainable world. International Conference on Agricultural Engineering, Hersonissos, Grécia, 2008. European Society of Agricultural Engineers, 2008. VAN GENUCHTEN, M. Th. A closed-form equation for predicting the hydraulic conductivity of unsaturated soils. Soil Science Society of America Journal, v. 44, n. 5, p. 892-898, 1980. WANG, L. X.; MENDEL, J. M. Generating fuzzy rules by learning from examples. IEEE Transactions on Systems, Man and Cybernetics, v. 22, n. 6, p. 1414-1427, 1992. ZADEH, L. A. Fuzzy sets. Information and control, v. 8, n. 3, p. 338-353, 1965. |
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