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Tese de mestrado integrado. Engenharia Informática e Computação. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2011

Tese de mestrado integrado. Engenharia Civil. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2012

Submitted by Leonardo Cavalcante (leo.ocavalcante@gmail.com) on 2018-05-09T13:35:12Z No. of bitstreams: 1 Arquivototal.pdf: 4033845 bytes, checksum: 6727be1d9c4ac04eb38005b4cdbfe610 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-05-09T13:35:12Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Arquivototal.pdf: 4033845 bytes, checksum: 6727be1d9c4ac04eb38005b4cdbfe610 (MD5) Previous issue date: 2017-02-24 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / Environmental degradation is one of the results of the excessive pressure of anthropic actions through different forms of land use, as well as the influence of climatic factors, which is even more active in the Caatinga. The Caatinga is a Brazilian biome very susceptible to modifications of the climate and land uses. Then, to study the changes in the landscape occurred in this biome, it becomes necessary to understand the impacts of these modifications on the behavior of evapotranspiration in the different land uses. Thus, this work, using remote sensing, intends to analyze the influence of different types of land use on evapotranspiration estimates using the automated SEBAL algorithm for a portion of the Caatinga biome, the Ipanema River basin (BHRI), which is located between the states of Pernambuco and Alagoas. In order to analyze the changes in land cover, four Landsat images were used. In the mapping of land use four classes were identified, i.e. dense canopy, grassland, agriculture/pasture, and bare land. As result of the land use and land cover mapping, it was verified that for the analyzed period, areas of bare land were those that presented a greater variation, with 115% between 2005 and 2015. For the estimates of evapotranspiration, 282 images of the MODIS sensor were used between 2005 and 2015. Since the application of SEBAL requires a long process, automating the application of this algorithm may be an alternative to optimize the estimation of evapotranspiration for a long series of images. In this sense, the application of the SEBAL algorithm for the present work was totally automated, using a computational routine developed in MATLAB® software. Besides the estimates of evapotranspiration, the NDVI, surface temperature and net radiation were analyzed for the same period. For the NDVI, it was observed that from June to August the highest values were estimated, which average is around 0.6 for the whole BHRI. For the surface temperature, the values were estimated between 21 and 50°C, the month that presented the highest temperatures was November, when much of the basin had temperatures above 40°C. Estimates of the average daily net radiation showed values between 85 and 203 W/m². The highest averages of the net radiation were identified from November to December. For the monthly evapotranspiration, it was observed that from March, when the rainfall volume over the BHRI starts to rise, the average values of monthly ET begin to decrease in a relatively similar proportion among the different types of soil use. However, increase of the monthly ET values in the areas of dense canopy and grassland happens faster, whereas in the areas of agriculture/pasture and bare land this increase occurs more gradually. The results showed a 31% decrease in the mean annual evapotranspiration for the BHRI between 2005 (1211.42 mm/year) and 2015 (831.22 mm/year). According to the obtained results, the estimates obtained from the algorithm of SEBAL automation were very close when compared to those obtained by a specialist. Finally, the results obtained in the present work were satisfactory and provide important information about the biophysical characteristics of BHRI, which were until now very scarce. / A degradação ambiental é um dos resultados da pressão excessiva das ações antrópicas através de diferentes formas de uso da terra, bem como, da influência dos fatores climáticos, que é ainda mais atuante na Caatinga. A Caatinga é um bioma muito susceptível a modificações do clima e do uso e ocupação do solo. Com isso, estudar as alterações na paisagem ocorridas nesse bioma torna-se necessário para compreender os impactos dessas modificações no comportamento da evapotranspiração nos diferentes usos do solo. Desta forma, este trabalho, fazendo uso do sensoriamento remoto, pretende analisar a influência dos diferentes tipos de uso e ocupação do solo nas estimativas da evapotranspiração utilizando o algoritmo SEBAL automatizado, para uma porção do bioma Caatinga, a bacia hidrográfica do rio Ipanema (BHRI), localizada entre os estados de Pernambuco e Alagoas. Para analisar as modificações no uso e cobertura do solo foram utilizadas quatro imagens Landsat. No mapeamento foram identificadas quatro classes de uso do solo, a saber: vegetação arbórea/arbustiva; vegetação herbácea; agricultura/pecuária; solo exposto. Como resultado do mapeamento dos usos e cobertura do solo, verificou-se que para o período analisado, áreas de solo exposto foram as que apresentaram uma maior variação, com 115% entre 2005 e 2015. Para as estimativas da evapotranspiração foram utilizadas 282 imagens do sensor MODIS, entre os anos de 2005 e 2015. Devido a aplicação do SEBAL necessitar de um longo processamento, automatizar a aplicação desse algoritmo pode ser uma alternativa para otimizar a estimativa da evapotranspiração para uma grande série de imagens. Nesse sentido, a aplicação do algoritmo SEBAL para o presente trabalho foi totalmente automatizada, utilizando-se uma rotina computacional desenvolvida no software MATLAB®. Além das estimativas da evapotranspiração, foram analisados o NDVI, a temperatura de superfície e o saldo de radiação, para o mesmo período. Para o NDVI, observou-se que nos meses de junho a agosto foram estimados os maiores valores, com média de aproximadamente 0,6 para toda a BHRI. Para a temperatura de superfície, foram estimados valores entre 21 e 50°C. O mês que apresentou as maiores temperaturas foi o mês de novembro, onde grande parte da bacia apresentou temperaturas superiores a 40°C. As estimativas do saldo de radiação diário médio mostraram valores entre 85 e 203 W/m². As maiores médias do saldo de radiação foram identificadas nos meses de novembro a dezembro. Para a evapotranspiração mensal, observou-se que a partir do mês de março, quando o volume pluviométrico na BHRI começa a aumentar, os valores médios de ET mensal começam a diminuir em uma proporção relativamente similar entre os diferentes tipos de uso do solo. Entretanto, o aumento dos valores de ET mensal nas áreas de vegetação arbórea/arbustiva e vegetação herbácea acontecem de forma mais rápida, ao passo que nas áreas de agricultura/pastagem e solo exposto esse aumento ocorre de forma mais gradual. Os resultados mostraram uma diminuição de 31% da evapotranspiração anual média para a BHRI, entre os anos 2005 (1211,42 mm/ano) e 2015 (831,22 mm/ano). De acordo com os resultados obtidos, as estimativas obtidas a partir do algoritmo de automatização do SEBAL foram bem próximas quando comparadas com as obtidas por um especialista. Por fim, os resultados obtidos no presente trabalho foram satisfatórios e passam a fornecer importantes informações sobre as características biofísicas da BHRI, que até então eram escassas.

Submitted by Fabio Sobreira Campos da Costa (fabio.sobreira@ufpe.br) on 2016-04-05T14:38:47Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) ufpe-cin-andremeireles-2015-11-17.pdf: 8981550 bytes, checksum: 80caeed81afc48b30eeb28174f481950 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-04-05T14:38:47Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) ufpe-cin-andremeireles-2015-11-17.pdf: 8981550 bytes, checksum: 80caeed81afc48b30eeb28174f481950 (MD5) Previous issue date: 2015-08-14 / CAPEs / CNPq / O alto índice de roubos de cargas e veículos e de acidentes nas rodovias brasileiras tem tornado a negociação de seguros cada vez menos vantajosa para as seguradoras, chegando muitas vezes a inviabilizar esse tipo de negócio, comum a diversos tipos de bens. Como solução, as empresas de gerenciamento de risco surgiram no mercado no intuito de reduzir os custos das seguradoras através da prevenção de roubos e acidentes. No entanto, essas empresas que trabalham com operações complexas e grandes quantidades de dados têm apresentado reincidência de falhas operacionais ocasionadas pela sobrecarga de trabalho manual exigida dos operadores que monitoram os veículos e cargas. Essas falhas geram prejuízos que chegam a desestabilizar esse modelo de negócio. O projeto Unicomm analisou o ambiente de trabalho de uma empresa de gerenciamento de risco e, através do mapeamento dos processos e da representação do conhecimento, informatizou processos e automatizou ações humanas, por meio de um sistema de produção e uso de raciocínio baseado em regras. Os resultados observados mostram que a capacidade de automatização das atividades operacionais dessas empresas pode dar suporte ao refatoramento do modelo de trabalho e ganhos financeiros representativos. / The high rate of theft of cargo and vehicles and accidents on Brazilian highways has made the insurance negotiation increasingly less advantageous for insurers, many coming time to derail this type of business, common to many types of goods. As a solution, the risk management companies appeared on the market in order to reduce the cost of insurance by preventing theft and accidents. However, these companies working with complex operations and large amounts of data have shown recurrence of operational failures caused by manual workload required to operators who monitor the vehicles and cargos. These failures generate losses coming to destabilize this business model. The Unicomm project analyzed the risk management company work environment and, through the mapping of processes and knowledge representation, computerized automated processes and human actions, implementing a production system with rule-based reasoning. Our results show that the automation capability of the operational activities of these businesses can support the refactoring job template and representative financial gains.

Submitted by Irene Nascimento (irene.kessia@ufpe.br) on 2017-06-09T18:11:57Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) Dissertação - final.pdf: 1733080 bytes, checksum: f7cb6d19b01ccf4cefdfe6261cb2a5eb (MD5) / Made available in DSpace on 2017-06-09T18:11:57Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) Dissertação - final.pdf: 1733080 bytes, checksum: f7cb6d19b01ccf4cefdfe6261cb2a5eb (MD5) Previous issue date: 2016-01-14 / Capes / Este trabalho apresenta simulações de Monte Carlo com objeto com forma de meia-lua, densidade e material conhecidos. Foi colocado dentro de um tubo de aço como arranjo de teste para simulação pelo código MCNPX, a fim de ser validada pelas medidas em experimentos estáticos de transmissão de raios gama e com comparação com dados teóricos. O MCNPX requer uma geometria definida para cada trajetória de fótons. Isto oferece empecilhos para o uso do código em simulação de tomografia. A solução desse problema foi escrever um programa para criar os arquivos de entrada para cada trajetória. Trabalhando nesta sequência, foi criado um banco de dados para organização da grande quantidade de dados gerados. A instalação experimental utiliza um único par fonte-detector, com fonte radioativa isotópica de Césio-137 e o detector de Nal (Tl) de cintilação acoplado a um analisador de multicanal. A análise de erros foi feita com a métrica do RMSE para avaliação da qualidade das simulações. As simulações foram validadas pelos dados experimentais e também pelos dados analíticos com erros satisfatórios segundo a métrica utilizada. / This work presents Monte Carlo simulations with object shaped like a half moon with density and material knowns. It was placed inside a steel tube as a test arrangement for simulating the MCNPX code, for validation by static experiments measurement of gamma ray transmission and compared with theoretical data. The MCNPX requires a geometry defined for each photon trajectory. This offers trammels to use the code for tomography simulation. The solution of this problem was developing a program to create input files for each trajectory. Working in this sequence, a database was created to organize large amount of data has been generated. The experimental setup uses a single source-detector pair, with a radioactive isotope Cesium source 137 and the detector NaI (Tl) scintillation coupled to a multichannel analyzer. The error analysis was made with the RMSE metric for evaluating the quality of the simulations. The simulations were validated by experimental data and also by comparison with theoretical data with satisfactory errors according to the metric used.

Este trabalho apresenta proposta de arquitetura orientada para um sistema que utiliza a interface gráfica como elemento principal para reconfigurar a seqüência de tarefas que podem ser executadas por uma célula flexível de produção. É dada especial atenção na elaboração dos componentes dessa interface, pois as corretas definições e operações desses componentes são condições determinantes para se alcançar êxito no uso do sistema. A validação da funcionalidade dessa interface é obtida por meio da realização de testes em um protótipo, que adota os elementos básicos previstos na mencionada arquitetura. Os resultados positivos observados nesses testes indicam que o sistema proposto é adequado para a finalidade a qual se destina. / This work presents a proposal for a system-oriented architecture that uses the graphical interface as the main element to reconfigure the sequence of tasks that can be performed by a flexible production cell. Particular attention is given in the preparation of the components of this interface, because the correct settings and operations of these components are critical to achieving success in the use of the system. Validation of the functionality of this interface is obtained by means of conducting tests on a prototype, which adopts the basic elements contained in the mentioned architecture. The positive results observed in these tests indicate that the proposed system is suitable for the purpose for which it is intended.

No presente trabalho são abordados estudos sobre elementos do projeto conceitual de um sistema de controle de acessos de pessoas a áreas industriais, voltado para o propósito de oferecer contribuição para o segmento particular daqueles tipos que exigem a utilização de automatização para atender a respectiva viabilização operacional relativa às atividades pertinentes ao controle de acessos em questão. Os testes práticos realizados com protótipos apresentaram resultados satisfatórios, validando os princípios de funcionamento dos elementos envolvidos, haja vista que foram verificadas as realizações das operações previstas pelo sistema que possui as características de: identificação por radiofrequência fundamentada em tecnologia voltada para aplicações de identificação à curta distância com leitor fixo e transponder read-only, identificação por biometria da impressão digital fundamentada em tecnologia de captura de imagem com utilização de leitura óptica; utilização de equipamentos para controle físico do acesso de pessoas, cujas previsões de instalação permitam atender fluxos nos sentidos unidirecional e bidirecional com relação a área controlada; aplicação de recursos disponíveis por Web Services para atendimento das necessidades afins exigidas para o desenvolvimento do sistema; segurança no transporte de dados fundamentada na utilização do protocolo SSL; estações de trabalho e servidores constituídos por computadores pessoais com arquitetura Intel ou compatível; utilização de elementos de integração de sistemas direcionados para a abrangência de sistemas computacionais empresariais empregados em indústrias. O objetivo proposto foi atingido, sendo que os testes práticos validaram os princípios de funcionamento dos elementos abordados, oferecendo contribuição para o mencionado segmento de sistemas de controle de acessos de pessoas. / The present work discusses studies about conceptual design elements to personal access control system to industrial areas. It aims at offering a contribution to enhance people control to areas with the use of automation resources. Practical template tests undertaken presented satisfactory results, thus validating their working principles and technological achievements of the operations previews of the system characteristics: radiofrequency identification based on the technology of short distance identification with fixed reader and `read-only transponder; biometric identification based on image capture using optical reading; equipment for controlling personal physical access , whose installation would permit unidirectional and bidirectional flows to the controlled area; use of resources available by Web Services to meet the needs to system development; data transport safety based on SSL protocol; work station and servers of the Intel type personal computers, or compatible; systems integration with corporate computer systems. The proposed goal has been achieved, and the practical tests confirmed the operational principles of the elements in question, offering contributions to the automated control systems of personal access in industrial areas.

Atualmente, há diversos modelos de instrumentos termohigrômetros, utilizados em grande variedade de aplicações nas organizações, cujas medições de temperatura e umidade relativa se fazem necessárias. Nas atividades referentes ao desenvolvimento, fabricação e utilização desses instrumentos, há a necessidade de inspeções funcionais neles, para avaliações sobre as medições proporcionadas. De forma pertinente ao exposto, neste trabalho, é apresentada abordagem sobre os elementos do projeto conceitual de um sistema que utiliza visão computacional para apoio à realização da inspeção de tipo específico de termohigrômetro digital, em operações que envolvem a leitura e o registro das medidas indicadas no instrumento, como parte do procedimento adotado para a inspeção em questão. O tipo de termohigrômetro digital abordado é caracterizado: por ser de indicação digital em única face do invólucro; possuir mostrador de cristal líquido com dígitos de sete segmentos e notação em ponto decimal; apresentar em regiões distintas os dados das medições simultâneas de temperatura e umidade relativa; por não dispor de recursos de comunicação para aquisição dos dados das medições. O projeto conceitual do sistema abordado é caracterizado por explorar conceitos da aplicação de recursos de aquisição de imagens e reconhecimento óptico de caracteres, com a finalidade de dispor imagens e dados em meios computacionais, de forma automatizada, para auxiliar as operações de leitura e registro das medidas indicadas no termohigrômetro sob inspeção, sendo as informações resultantes acessíveis por outros sistemas computacionais. Os componentes para experimentos apresentaram resultados satisfatórios nos testes práticos, validando os princípios de funcionamento dos elementos implementados, do sistema de inspeção e da aplicação. Os objetivos propostos foram atingidos, haja vista que os estudos expostos permitem oferecer contribuição para as atividades referentes ao desenvolvimento, fabricação e utilização de termohigrômetros do tipo em questão, com ênfase para o âmbito daquelas relacionadas aos segmentos das aplicações de sistemas computacionais, voltadas para automatizações de processos de inspeção desse tipo de instrumento, para as quais possam ser estendidos os conceitos abordados. / Currently, there are many thermo hygrometer instruments that are used in several applications in organizations in which measurements of temperature and relative humidity are required. In order to verify the measurements provided by these instruments, it is necessary to perform functional inspection tests in them, in development, manufacture and usage activities, in order to verify the measurements provided by these instruments. In this paper, an approach of the elements used in a conceptual system using computer vision to support digital thermo hygrometer inspection is presented. The computer vision is used in operations that involve reading and recording of measurements in the instrument as part of the procedure adopted for their inspection. The kind of digital thermo hygrometer addressed in this paper is a digital instrument, with a liquid crystal display using seven-segment digits and a decimal point notation, which shows simultaneous measurements of temperature and relative humidity in different locations of its display, and which doesnt have communication resources for reading the measurement data. The system conceptual design explores concepts that use resources for acquiring images and for optical character recognition, in order to automatically provide images and data in a computer media, and assist the operations of reading and recording measures indicated by the thermo hygrometer. The resulting information can be accessible by other computer systems. The components used for experiments presented satisfactory results in practical tests, validating the principles of operation of the implemented elements of the inspection system and application. The proposed objectives were achieved, given the fact that the studies exposed here make it possible to offer assistance to activities related to the development, manufacture and use of thermo hygrometers of the type in question, with emphasis on those related to the scope of segments of applications for computing systems oriented to the automation of inspection processes of this type of instrument, for which the concepts covered may be extended.

Desenvolveu-se, pela Universidade de São Paulo, o protótipo de um equipamento submersível de captura para estudo de plâncton. Baseado na técnica shadowgraph, é formado por um feixe de LED infravermelho colimado e uma câmera de alta resolução, executados por um sistema de controle automatizado. Foram utilizados softwares de visão computacional desenvolvidos pelo Laboratório de Sistemas Planctônicos (LAPS) que executam várias tarefas, incluindo a captura e segmentação de imagens e a extração de informações com o intuito de classificar automaticamente novos conjuntos de regiões de interesse (ROIs). O teste de aprendizado de máquina contou com 57 mil quadros e 230 mil ROIs e teve, como base, dois algoritmos de classificação: o Support Vector Machine (SVM) e o Random Forest (RF). O conjunto escolhido para o treinamento inicial continha 15 classes de fito e zooplâncton, às quais foi atribuído um subconjunto de 5 mil ROIs. Os ROIs foram separados em grandes classes de, pelo menos, 100 ROIs cada. O resultado, calculado por meio do algoritmo de aprendizagem RF e SVM e fundamentado no método de validação cruzada, teve uma precisão de 0,78 e 0,79, respectivamente. O conjunto de imagens é proveniente de Ubatuba, no estado de São Paulo. Os perfis verticais elaborados apresentaram diferentes padrões de distribuição de partículas. O instrumento tem sido útil para a geração de dados espacialmente refinados em ecossistemas costeiros e oceânicos. / The University of São Paulo developed an underwater image capture system prototype to study plankton. Based on the shadowgraphic image technique, the system consists of a collimated infrared LED beam and a high-resolution camera, both executed by an automated control system. Computer vision software developed by the research laboratory was used to perform various tasks, including image capturing; image segmentation; and extract information to automatic classify news regions of interest (ROIs). The machine learning test had 57,000 frames and 230,000 ROIs, based on two classification algorithms: Support Vector Machine (SVM) and Random Forest (RF). The chosen set of the initial training had 15 classes of phytoplankton and zooplankton, which was assigned a subset of 5,000 ROIs. Big classes of, at least, 100 ROIs each were organized. The result, calculated by the RF and SVM learning algorithm and based on the cross-validation method, had a 0.78 and 0.79 precision score, respectively. The image package comes from Ubatuba, in the state of São Paulo. The vertical profiles elaborated presented different particles distribution patterns. The instrument has been useful for spatially refined data generation in coastal and oceanic ecosystems.