Análise multivariada na agricultura

(1)

Análise multivariada na agricultura

Jaboticabal - SP

(2)

Introdução

Análise de Componentes Principais (ACP)

Análise de Agrupamentos (Análise de Cluster) Análise de Correlação Canônica (ACC)

Análise multivariada na agricultura

(3)

Introdução

Análise de Componentes Principais (ACP)

Análise de Agrupamentos (Análise de Cluster) Análise de Correlação Canônica (ACC)

Análise multivariada na agricultura

(4)

(5)

(6)

Introdução

Análise multivariada na agricultura

(7)

Introdução

Análise multivariada na agricultura

Diversidade de Solos

Classificação numérica

(8)

Marbut (1927) Dokuchaev (1873-1875)

Witney (1901) Glinka (1914)

Q ua

lita tiv a

Q ua nti tati

va

Kellog (1902-1977)

Smith (1960/1980) Diversidade

de Solos

Exemplo:

Classe de textura:

Arenoso <15%

Média entre 15-35%

Argilosa entre 35-65%

Muito argilosa >65%

Os limites quantitativos observados no laboratório são atribuídos nas classes

qualitativas

Soil Survey Stalf, 1951

Soil Taxonomy

Camargo (1987)  Embrapa (1999)

Introdução

Análise multivariada na agricultura

(9)

Brasil

E.U.A

Limites laboratorias  quantitativos

Sistema de classificação de solos

Introdução

Análise multivariada na agricultura

(10)

Levantamento: Nível Exploratório

Levantamento: Nível Semi-detalhado

Levantamento: Nível detalhado

Introdução

Análise multivariada na agricultura

(11)

Escala 1: 250.000

Escala 1: 50.000

Escala 1: 5.000

Subjetivo

? amts/ ha

Peso genético: 30 %

Peso dos fatores ambientais: 70 %

Introdução

Análise multivariada na agricultura

(12)

Estabilidade do agregado

Volume de poros

Densidade

Infiltração de Água no solo

Resistência a penetração Disponibilidade

de nutrientes

CO

₂

Suscetibilidade Cor

magnética

Introdução

Análise multivariada na agricultura

(13)

Introdução

Análise multivariada na agricultura

A análise multivariada se divide em dois grupos:

- Técnicas exploratórias de simplificação:

Análise de componentes principais (CP), análise fatorial, análise de correlações canônicas (ACC), análise de agrupamentos ou cluster, análise discriminante e análise de correspondência;

- Técnicas de inferência estatística:

Métodos de estimação de parâmetros, testes de

hipóteses e análise de variância, covariância e

regressão multivariada.

(14)

Introdução

Análise de Componentes Principais (ACP)

Análise de Agrupamentos (Análise de Cluster) Análise de Correlação Canônica (ACC)

Análise multivariada na agricultura

(15)

PC1 PC2

Análise de Componentes Principais (ACP)

Análise multivariada na agricultura

(16)

Análise de Componentes Principais (ACP)

Análise multivariada na agricultura

(17)

Análise de Componentes Principais (ACP)

Análise multivariada na agricultura

(18)

Análise de Componentes Principais (ACP)

Análise multivariada na agricultura

(19)

CP 1  41,92%  SM=25,51% ~ 11%

Exemplo 1

Análise multivariada na agricultura

SIQUEIRA, D.S; MARQUES, JR. J.; MATIAS, S.S.R.; BARRÓN, V.; TORRENT, J.; BAFFA, O.; OLIVEIRA, L.C.

Correlation of properties of Brazilian Haplustalfs with magnetic susceptibility measurements. Soil Use and Management , 2010, v. 26, p.425-431.

(20)

Município de Guimarânea, região do Alto Paranaíba, a suldoeste do Estado de Minas Gerais

(18 de produção de café var. Catuaí)

31,7 hectares (145 pontos )

Análise multivariada na agricultura

Exemplo 2

Relação solo-relevo em áreas sob cultivo de café no sudoeste de Minas Gerais. 101f. Dissertação (Mestrado) - Faculdade de Ciências Agrárias e Veterinárias, Universidade Estadual Paulista, Jaboticabal, 2009.

(21)

Unidade amostral amostragem do fruto (média de 9 plantas)

145 pontos

Análise multivariada na agricultura

Exemplo 2

(22)

Análise multivariada na agricultura

Exemplo 2

(23)

Análise de componentes principais

Análise multivariada na agricultura

Exemplo 2

(24)

Análise multivariada na agricultura

Exemplo 2

(25)

Análise multivariada na agricultura

Exemplo 2

(26)

% peneira

litros pé

^-1

litros pé

^-1

Análise multivariada na agricultura

Exemplo 2

(27)

Análise multivariada na agricultura

Exemplo 2

(28)

Análise multivariada na agricultura

Exemplo 3

Cortez et al. (2011), Energia na Agricultura

(29)

Introdução

Análise de Componentes Principais (ACP)

Análise de Agrupamentos (Análise de Cluster) Análise de Correlação Canônica (ACC)

Análise multivariada na agricultura

(30)

Análise de Agrupamentos (Análise de Cluster)

Análise multivariada na agricultura

Diferentes Ambientes

Classificação taxonômica Solo A ≠ Solo B

Comportamento (relações)

Solo A = Solo B

(31)

Análise de Agrupamentos (Análise de Cluster)

Análise multivariada na agricultura ^Distância

Euclideana

Distância

Euclideana Média

Distância de Manhattan

Distância de Chebychev

Distância Potência

Diferentes ambientes

2 2

2 2 2 1

1 x ) (x x ) ... (x x )

x (

d_AB _A _B  _A _B   _mA _mB

2 2

2 2 2 1 1

1 (x x ) (x x ) ... (x x ) d_AB m _A _B  _A _B   _mA _mB

mB mA B

A B A

AB x x x x ... x x

d  ₁  ₁  ₂  ₂   

r p

mB mA p

B A p B A

AB (x x ) (x x ) ... (x x ) d  ₁  ₁  ₂  ₂   

(32)

Análise de Agrupamentos (Análise de Cluster)

Análise multivariada na agricultura

Não ponderado de Agrupamento aos Pares Ligação Completa

Ligação Simples (problemas com Outline)

(33)

Análise de Agrupamentos (Análise de Cluster)

Análise multivariada na agricultura

(34)

Análise de Agrupamentos (Análise de Cluster)

Análise multivariada na agricultura

(35)

Análise de Agrupamentos (Análise de Cluster)

Análise multivariada na agricultura

(36)

Análise de Agrupamentos (Análise de Cluster)

Análise multivariada na agricultura

5 4 6 3 2 1

0 .5 1 .0 1 .5 2 .0 2 .5 3 .0

(37)

Exemplos 4

Análise multivariada na agricultura

Caracterização da área

Município: Pereira Barreto – SP

Material de origem: arenitos da Formação Santo Anastácio e basaltos da Formação Serra Geral

Solos: Latossolos Vermelhos textura média, Latossolos Vermelhos Eutroférricos textura argilosa

Uso: cana-de-açúcar Área: 530 ha

Pontos amostrados: 67 pontos (~1 pt / 8 ha)

Soil 1 – Dystrophic Red Latosol (Haplutox) Soil 2 – Eutrophic Red Latosol (Eutrustox) Soil 3 – Eutroferric Red Latosol (Haplustox)

Soil 4 – Typical eutrophic Litholic Neosol (Orthents)

(38)

Exemplo 4

Análise multivariada na agricultura

Dendograms classes of soil built based on attributes of greater relevance to PC1

in depth 0.0-0.2 m (a) and 0.8-1.0 m (b). Geomorphic surfaces I (LVd = Dystrophic

Red Latosol - Haplustox); Geomorphic surfaces II ( LVe” = Eutrophic Red Latosol -

Eutrustox); Geomorphic surfaces III (LVe’’’ = Eutrophic Red Latosol; LVef =

Eutrophic Red Latosol - Haplustox; Rle = typical eutrophic Litholic Neosol –

Orthents).

(39)

Introdução

Análise de Componentes Principais (ACP)

Análise de Agrupamentos (Análise de Cluster) Análise de Correlação Canônica (ACC)

Análise multivariada na agricultura

(40)

Análise de Correlação Canônica (ACC)

Análise multivariada na agricultura

(41)

P ro d uç ão

Resistência à penetração

Produção= a – b.RP

% fibra Teor de açúcar Produção (…)

Resistência à penetração, CTC, Mg, Ca, Umidade, (…)

Análise multivariada

P= a.RP+ b.CTC+ c.Ca+ d.Umidade + (...) S = índice do solo

P = índice da planta

30 variáveis da planta (% fibra, teor açúcar, TCH, pol do caldo ... ) 30 variáveis do solo ( densidade, teor de argila, CTC,... ) Relações de causa e efeito (inviável e pouco esclarecedora) Estudo das relações de causa e efeito

Análise de Correlação Canônica (ACC)

Análise multivariada na agricultura

(42)

Análise de Correlação Canônica (ACC)

Análise multivariada na agricultura

Y1 Y2

(43)

Caracterização da área

Município: Gavião Peixoto – SP

Material de origem: arenitos do Grupo Bauru, Formação Adamantina

Solos: Latossolo Vermelho Escuro distrófico, com horizonte A moderado e textura média a argilosa

Uso: laranja Área: 95,6 ha

Pontos amostrados: 312 (~ 1pt / 0,3 ha)

Exemplo 5

Análise multivariada na agricultura

Siqueira et al. (2010), Geoderma

(44)

Exemplo 5

Análise multivariada na agricultura

Siqueira et al. (2010), Geoderma

(45)

Índice de qualidade física do solo Índice da fruta

0.18 0.39

“DMG, teor de argila, teor de matéria orgânica, condutividade hidráulica, resistência do solo à penetração, teor de água, VTP e densidade do solo na profundidade de 0.00 – 0.20 m”

“Sólidos solúveis totais, acidez total titulavel, produção e tamanho da frua, em três épocas diferentes”

côncava

Exemplo 5

Análise multivariada na agricultura

Siqueira et al. (2010), Geoderma

(46)

7.248,73 kg

Preço médio do suco concentrado e congelado na Bolsa de Nova Iorque,

2007 (US$/t): 2223*

* Fonte: Centro de Estudos Avançados em Economia Aplicada CEPEA ESALQ/USP

~ 16 mil dólares/ha

Exemplo 5

Análise multivariada na agricultura

Cortez et al. (2011), Energia na agricultura

Côncava

(47)

Literatura consultada

Apostila

Análise Exploratória de Dados - Estatística Multivariada –

Prof. Dr. Antonio Sérgio Ferraudo

(48)

Literatura consultada

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TCCs, Dissertações e Teses

Artigos científicos

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Créditos

Coordenador: Prof. Dr. Gener Tadeu Pereira

Diagramação: Diego Silva Siqueira

Apoio: Equipe CSME

*texto com hiperlink, clique sobre o nome para acessar

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