Engenharia reversa é o conceito de se produzir uma peça tomando como base um original ou modelo físico existentes, sem o uso de desenhos de engenharia. Empresas se voltam para a tecnologia da Engenharia Reversa como um complemento valioso para toda a gama de ferramentas CAD/CAM que elas possuem, devido às dificuldades encontradas quando se necessita trabalhar com superfícies de forma livre. Desta forma, faz-se necessária uma ferramenta que proporcione a inserção das formas deste modelo em um sistema CAD, de forma que se possa usufruir de todas as possibilidades, oferecidas por ele. Neste trabalho, é apresentada uma revisão bibliográfica que aborda a engenharia reversa desde sua origem até as técnicas avançadas existentes atualmente, ou seja, apresentando equipamentos e sistemas específicos usados atualmente para a prática de engenharia reversa. Mostra-se um sistema de engenharia reversa, que foi projetado e implementado realizando a integração desde uma máquina de medir 3 coordenadas até um centro de usinagem CNC com o auxílio de um software CAD comercial, o qual possui módulo de CAM integrado. São apresentados também 3 estudos de casos. / Reverse engineering is the concept of making a part based on an original or existing physical model, without engineering drawings. Companies are using reverse engineering technology as a valuable complement to many of their CAD/CAM tools, due to their difficulties of working with free-form surfaces. It is necessary a tool which provides the insertion of the model forms in the CAD system, therefore enabling to take advantages of all possibilities offered by the system. The Reverse Engineering has developed beyond the traditional copy milling. It is presented a review of the reverse engineering since its origin until recent advanced techniques, where the equipments and specific systems used for reverse engineering practice nowadays are showed. In this work a reverse engineering system has been designed and implemented, which is accomplished by the integration from the coordinate measuring machine until a CNC machining center, by using a commercial CAD software with integrated CAM module. In order to validate the system developed, three case studies are also presented.

O avanço tecnológico percebido nos últimos anos proporcionou a utilização em larga escala de equipamentos de aquisição de imagens médicas em formato digital, tais como: raios-X, tomografia computadorizada, ressonância magnética e ultrassom. O uso desses aparelhos na rotina diária de um hospital gera um volume expressivo de dados, o que demanda soluções para armazenamento, distribuição e visualização dessas imagens. Tal papel é desempenhado por sistemas de comunicação e arquivamento de imagens - PACS - através do protocolo de comunicação DICOM, o padrão internacional para codificação e transmissão de imagens médicas. Devido à sua natureza digital, recentemente várias aplicações voltadas para o processamento de imagens médicas foram desenvolvidas, inclusive programas para processar mamografia e tomografia computadorizada de tórax tornaram-se produtos comerciais nos últimos cinco anos. Tais aplicações são conhecidas por CAD ou diagnóstico auxiliado por computador. Sabe-se que soluções CAD podem aprimorar a eficiência e a precisão de diagnósticos clínicos detectando e/ou classificando automaticamente anormalidades e/ou doenças em exames médicos radiológicos. Entretanto, pouco esforço foi realizado no sentido de se integrar as ferramentas CAD a sistemas de comunicação e arquivamente de imagens. Para que o CAD auxilie no diagnóstico médico ele necessita processar imagens digitais que normalmente estão armazenadas no PACS. Atualmente, ainda o padrão para a utilização de sistemas especialistas em processamento de imagens médicas como CAD permanece sendo uma estação de trabalho isolada, e os resultados obtidos dos processamentos não são integrados de forma apropriada a outros sistemas de informação, tais como HIS (Sistema de Informação Hospitalar), RIS (Sistema de Informação em Radiologia) e PACS. O trabalho aqui descrito apresenta uma solução de integração CAD-PACS baseada em bibliotecas livres de de código aberto. Espera-se que essa solução possa contribuir de forma efetiva para um aumento da produtividade e melhoria dos processos na radiologia, beneficiando todo o ambiente hospitalar. / The technology evolution seen in the last years provided large adoption of digital image acquisition equipments, such as: X-rays, computed tomography, magnetic resonance and ultrasound. The use of these devices in daily hospital routine generates an expressive image data volume which demands intelligent solutions for image storage, distribution and visualization. Such role is played by picture archiving and communication systems - PACS - which make extensively use of the DICOM protocol, world industry standard for image transmission and codification in medicine. Due to its digital nature, recently several medical image processing applications were developed and some programs used to process mammography and chest computed tomography images became commercial products in the last five years. These applications are usually known as CAD or computer-aided diagnosis. It\'s known that CAD solutions may improve the diagnosis efficiency and accuracy by detecting and/or classifying automatically abnormalities and/or diseases in radiologic exams. However, little effort was done in the sense of integrating the CAD tools and picture archiving and communication systems. To really assist radiologist diagnosis CAD needs to process digital images that are usually stored in the PACS server. Nowadays, specialist image processing programs like CAD still remains being used on an isolated workstation and the processing results are not integrated in a suitable fashion to other information systems such as HIS (Hospital Information System), RIS (Radiology Information System) and PACS. The work described in this dissertation presents a CAD-PACS integration solution based on free and open source programming libraries. It\'s hoped that this solution may contribute in an effective manner to increase the productivity and improve the radiology workflow, bringing benefits to the whole hospital environment.

Obter uma representação sucinta e representativa de imagens médicas é um desafio que tem sido perseguido por pesquisadores da área de processamento de imagens médicas com o propósito de apoiar o diagnóstico auxiliado por computador (Computer Aided Diagnosis - CAD). Os sistemas CAD utilizam algoritmos de extração de características para representar imagens, assim, diferentes extratores podem ser avaliados. No entanto, as imagens médicas contêm estruturas internas que são importantes para a identificação de tecidos, órgãos, malformações ou doenças. É usual que um grande número de características sejam extraídas das imagens, porém esse fato que poderia ser benéfico, pode na realidade prejudicar o processo de indexação e recuperação das imagens com problemas como a maldição da dimensionalidade. Assim, precisa-se selecionar as características mais relevantes para tornar o processo mais eficiente e eficaz. Esse trabalho desenvolveu o método de seleção supervisionada de características FSCoMS (Feature Selection based on Compactness Measure from Scatterplots) para obter o ranking das características, contemplando assim, o que é necessário para o tipo de imagens médicas sob análise. Dessa forma, produziu-se vetores de características mais enxutos e eficientes para responder consultas por similaridade. Adicionalmente, foi desenvolvido o extrator de características k-Gabor que extrai características por níveis de cinza, ressaltando estruturas internas das imagens médicas. Os experimentos realizados foram feitos com quatro bases de imagens médicas do mundo real, onde o k-Gabor sobressai pelo desempenho na recuperação por similaridade de imagens médicas, enquanto o FSCoMS reduz a redundância das características para obter um vetor de características menor do que os métodos de seleção de características convencionais e ainda com um maior desempenho em recuperação de imagens / Obtaining a representative and succinct description of medical images is a challenge that has been pursued by researchers in the area of medical image processing to support Computer-Aided Diagnosis (CAD). CAD systems use feature extraction algorithms to represent images. Thus, different extractors can be evaluated. However, medical images contain important internal structures that allow identifying tissues, organs, deformations and diseases. It is usual that a large number of features are extracted the images. Nevertheless, what appears to be beneficial actually impairs the process of indexing and retrieval of images, revealing problems such as the curse of dimensionality. Thus, it is necessary to select the most relevant features to make the process more efficient and effective. This dissertation developed a supervised feature selection method called FSCoMS (Feature Selection based on Compactness Measure from Scatterplots) in order to obtain a ranking of features, suitable for medical image analysis. Our method FSCoMS had generated shorter and efficient feature vectors to answer similarity queries. Additionally, the k-Gabor feature extractor was developed, which extracts features by gray levels, highlighting internal structures of medical images. The experiments performed were performed on four real world medical datasets. Results have shown that the k-Gabor boosts the retrieval performance, whereas the FSCoMS reduces the subsets redundancy to produce a more compact feature vector than the conventional feature selection methods and even with a higher performance in image retrieval

Este trabalho propõe e avalia uma nova abordagem para projeto de circuitos dedicados utilizando matrizes pré-difundidas. A principal vantagem desta abordagem, denominada Marcela, reside na decomposição lógica do circuito a ser implementado em termos de primitivas disponíveis na matriz escolhida. Aplicando-se tal procedimento, alcança-se grande flexibilidade em termos de posicionamento e roteamento, levando a uma melhor taxa de ocupação. Primeiramente, é feito um levantamento das abordagens para pré-difundidos correntemente encontradas e uma taxonomia baseada nas características mais relevantes é definida. As principais características da metodologia TRANCA são também mostradas. Leiautes gerados com os módulos TRAMO e TRAGO são analisados e algumas modificações na metodologia são sugeridas, visando uma exploração mais eficiente dos dois níveis de metal. As bases para o desenvolvimento da abordagem Marcela são então descritas. A abordagem consiste de uma nova arquitetura para pré-difundidos e uma estratégia específica de ocupação. As principais características da matriz de propósito geral Marcela, primeira a ser definida, são a ausência de canais de roteamento, com as conexões sendo realizadas sobre as células, e a utilização de quatro tipos de células básicas, cada uma dedicada à implementação de uma função lógica primitiva. As células básicas estão organizadas em unidades básicas, as quais são repetidas regularmente para formar a matriz, numa abordagem denominada mar de células. O problema do assinalamento de células e suas particularidades são solucionados utilizando-se uma combinação entre alocação sequencial e técnicas de particionamento. Primeiro, é alocada a mínima superfície da matriz capaz de comportar o circuito em questão, numa fase chamada pré-assinalamento. Na fase de otimização, partições são geradas respeitando a integridade das unidades básicas e trocas de células são realizadas entre os blocos de cada nova partição, em dois passos: trocas individuais, enquanto o bloco de destino não estiver cheio, e trocas de pares. Para o roteamento, foi desenvolvida no CPGCC/UFRGS uma ferramenta específica para ser utilizada em leiautes gerados segundo a metodologia TRANCA. Esta ferramenta, denominada MARTE [JOH 92a][JOH 92b], emprega o algoritmo de Lee básico com algumas modificações, tal como a geração de doglegs para trocas entre trilhas adjacentes. Com a finalidade de validar a abordagem, foram implementados alguns circuitos utilizando a abordagem Marcela e uma abordagem sea-of-gates tradicional. Para circuitos pequenos, tal como um flip-flop D, Marcela produziu uma melhor distribuição de conexões, a qual resulta em aumento da transparência. Porém, a taxa de ocupação encontrada foi menor do que a do circuito projetado com sea-of-gates. Por outro lado, para circuitos de complexidade maior, a área ocupada pode resultar bem menor do que no caso de se usar sea-of-gates, desde que sejam realizadas transformações lógicas apropriadas sobre a descrição equivalente Marcela ou uma matriz conveniente seja escolhida. Exemplos de leiautes desenvolvidos mostram que taxas de ocupação tão altas quanto 75% são atingidas. Finalmente, da observação de circuitos gerados automaticamente, foram tiradas conclusões sobre modificações na arquitetura da matriz e nos algoritmos, de forma a melhorar as taxas de ocupação para qualquer tipo de circuito. / This work proposes and evaluates a new approach for the design of ASICs using prediffused masterslices. The main advantage of this approach, called Marcela, relles on logic decomposition of the circuit to be implemented into the chosen masterslice available primitives. By applying this procedure, a great placement and routing flexibility is achieved, thus leading to a better transistor utilization rate. First, a survey on current prediffused approaches is done and an specific taxonomy is defined based on the main important features encountered. Also the main features of TRANCA methodology are shown. Layouts generated using TRAGO and TRAMO modules are analyzed and some modifications in the methodology are suggested, in order to better exploit both first and second metal layers. Marcela approach development basis are described. The approach consists of a new prediffused architecture and an specific occupation strategy. The main architectural features of the general purpose Marcela masterslice are the absence of routing channels, with the connections running over the cells, and the utilization of four types of basic cells, each of them dedicated to perform one primitive logic function. Basic cells are organized into basic units, which are spread a11 over the masterslice, in a so called sea-of-cells approach. The assignment problem and its peculiarities are solved by using a combination of sequential cell allocation and quadrature partition techniques. But first of all, a minimum masterslice area is allocated in a phase called preassignment. In the optimization phase, partitions are generated respecting basic units integrity and cell interchanges are applied to each new partition, following two steps: individual changes, while the target block is not, full. and pairwise interchange. For the routing problem, an specific tool has been developed at CPGCC/UFRGS for any module generator in which TRANCA methodology is applied. This tool, called MARTE [JOH 92a][JOH 92b], employs a basic Lee algorithm with some modifications as dogleg generation for changes between adjacent tracks. In order to validate the approach, some circuits have been implemented using a traditional sea-of-gates and Marcela approaches. For small circuits, as a D flip-flop, Marcela approach has produced a better wiring distribution, which results in increase of transparency. But the occupation rate was found to be smaller than that of the sea-of-gates approach. On the other hand, for more complex circuits the amount of used area can be smaller than that of sea-of-gates case, since appropriate logic transformations are applied to the Marcela logic equivalent or a well suit masterslice is used. Implemented examples show that utilization rates as high as 0.75 are achieved. Finally, from the observation of automatically generated layouts some modifications in masterslice architecture and in the algorithms are figured out.

Este trabalho descreve uma metodologia para a geração de programas CNC para otimizar um sistema produtivo. Quanto às informações geométricas, o sistema caracteriza-se por utilizar os ciclos de usinagem que o comando da máquina disponibiliza, por possibilitar a aplicação de ciclos desenvolvidos com recursos de programação parametrizada e por gerar novos ciclos, através de uma linguagem genérica, proposta neste trabalho, em um editor de programação parametrizada. Quanto aos dados tecnológicos, ou seja, as condições de usinagem definidas no código de programação, o sistema permite a otimização dos parâmetros de corte através de um banco de dados com informações realimentadas com resultados obtidos da produção. A análise da viabilidade da metodologia proposta é realizada através da implementação de um protótipo de um sistema dedicado à programação de tornos CNC. O protótipo é composto de aplicativos computacionais desenvolvidos e orientados à otimização do sistema produtivo. A metodologia para geração de funções CAD/CAM foi implementada e testada mostrando resultados eficientes. O protótipo implementado como um conjunto de ferramentas aplicativas integradas é de fácil operação e utilização unindo todos os módulos projetados. / This study describes a methodology for the generation of CNC programs to optimize a productive system. Regarding geometrical information, the system is characterized by the use of machining cycles that the machine tool control provides because a allows the application of cycles developed with parameterized programming and by generation of new cycles, through a generic language, proposed in this study on a parameterized programming editor. As for technological data, i.e. the machining conditions set out in the programming code, the system allows the optimization of cutting parameters through a data base with information fed back with results of production. The feasibility analysis of the proposed methodology is accomplished through the implementation of a prototype of a system dedicated to programming CNC lathes. The prototype consists of computer applications developed and oriented to the optimization of the production system. The methodology for the generation of CAD/CAM functions has been implemented and tested showing effective results. The prototype implemented as an integrated set of applicative tools is of easy operation and use connecting all designed modules.

Submitted by Fabio Sobreira Campos da Costa (fabio.sobreira@ufpe.br) on 2016-12-01T14:33:08Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Dissertação_Kamila_Queiroz.pdf: 2031256 bytes, checksum: 11934292ef99e7d010a7bdd8c3309096 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-12-01T14:33:08Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Dissertação_Kamila_Queiroz.pdf: 2031256 bytes, checksum: 11934292ef99e7d010a7bdd8c3309096 (MD5) Previous issue date: 2016-02-19 / CNPQ / A inspeção termográfica tem emergido como um método potencial para melhorar a eficiência da detecção precoce do câncer de mama. A técnica não utiliza radiação ionizante e possui a vantagem de facilitar a realização de exames de mama em homens e detectar alterações nas mamas de mulheres mais jovens. Sistemas de diagnóstico auxiliado por computador (CAD) são métodos importantes no subsídio à decisão médica e são usados para melhorar a consistência da interpretação das imagens. Normalmente, estes sistemas são associados a interfaces gráficas para facilitar o trabalho dos usuários e tornar o programa desenvolvido acessível a pesquisadores e/ou médicos ligados à área. O objetivo desta dissertação é desenvolver uma interface gráfica de usuário (GUI – Graphical User Interface) prática e que possibilite a detecção de anormalidades a partir de termogramas de mamas. Para isto foram implementados sistemas de CAD baseados em classificadores estatísticos, além de análises relacionadas ao quantitativo de casos clínicos e sua relação com a idade das pacientes. As regiões de interesse foram segmentadas tanto de forma semiautomática quanto de forma automática, as quais estão associadas, respectivamente, ao classificador SVM (Support Vector Machine) e ao classificador baseado na distância de Mahalanobis. Com o intuito de identificaras anormalidades das mamas, participaram noventa e oito pacientes do Hospital das Clínicas da Universidade Federal de Pernambuco, as quais serviram para construir a base de dados para a classificação individual de determinada paciente. A eficácia da classificação para esta amostra foi medida através da sensibilidade e da especificidade ao grupo Maligno, e das taxas de acerto das classes Benigno, Cisto e Normal. A GUI desenvolvida foi avaliada através do estudo das imagens termográficas de cinco pacientes pertencentes às diferentes classes. No presente trabalho, apresentam-se resultados para o classificador Mahalanobis e para o classificador SVM, além de suas variações. / The infrared thermography has emerged as a potential method to improve the efficiency of the early detection of the breast cancer. This technique does not use ionizing radiation and is also suitable to breast screening in men, as well as is able to detect changes in the younger women’s breasts. Computer-aided diagnosis (CAD) systems are important to medical decision and are used to improve image interpretation. Typically, these systems are associated with graphical interfaces to facilitate users’ work. Furthermore the developed framework can be an important tool (GUI - Graphical User Interface) for the people interested in breast abnormalities detection. In the sense, the CAD systems were implemented based on statistical classifiers. Some statistical analyses associated to quantitative clinical cases were performed. The relation to patients’ age was also analyzed. The regions of interest were segmented in automatic and semiautomatic manners, which are respectively associated with the SVM (Support Vector Machine) classifier and the Mahalanobis classifier. Ninety eight patients images from the Hospital das Clínicas (HC) of Federal University of Pernambuco (UFPE) participated in the tests. The classification efficiency for this sample was measured using the sensitivity and the specificity to the malignant group, and to the accuracy of classifying the classes: Benign, Cyst and Normal. The GUI created was evaluated through the study of thermographic images of five patients with the different referred classes. In the present work, the results for the Mahalanobis classifier and SVM classifier are presented.

O termo de Banco de Dados Espacial tem sido usado frequentemente nas aplicações relativas a Sistemas de Informações Geográficas. Isto demonstra a aplicação de uma ferramenta computacional poderosa (Sistemas de Gerenciamento de Banco de Dados) na solução de problemas de Planejamento Urbano e Regional. Para que o Banco de Dados possa operar necessita uma Fonte de Dados ou Base de Dados que alimente a sua estrutura e garanta a qualidade e precisão dessas informações. Daí em diante se podeaplicar as suas próprias capacidades na solução dos problemas dos seus usuários. Reduzindo a escala podemos traçar um paralelo entre os Projetos de Planejamento Urbano e em Projeto de Edificações, logo as mesmas ferramentas podem ser utilizadas neste segundo tipo de projetos. Preparando caminho à utilização destas ferramentas, este trabalho relata o caminho escolhido, a implementação e a aplicação de uma abordagem de formação de Base de Dados Espaciais a partir do projeto de Edificações. / Spatial database is a term frequently used in Geographic Information Systems applications. This means the use of a powerful computing tool (Database Management System) in solving Regional and Urban Planning problems. A Database Management System needs a Data Source or Base of Data for the Data entry and quality and precise information guaranteening. Then we can use its own capacities in the solution of the problems of the users. Reducing the scale we can make a parallel between Urban Planning Design and Building Design and the same tools can be used for the second. Preparing the way of the utilization of these tools, this work speak about the choosing way, the implementation and an approach application of Base of Data formation from Building Design.

Submitted by Cássia Santos (cassia.bcufg@gmail.com) on 2016-10-17T13:34:17Z No. of bitstreams: 2 Dissertação - Elias Borges Macena Junior - 2016.pdf: 9321304 bytes, checksum: ca477b8a1eeb56b690f41c443b0ca638 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Approved for entry into archive by Jaqueline Silva (jtas29@gmail.com) on 2016-10-17T17:17:50Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Dissertação - Elias Borges Macena Junior - 2016.pdf: 9321304 bytes, checksum: ca477b8a1eeb56b690f41c443b0ca638 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Made available in DSpace on 2016-10-17T17:17:50Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Dissertação - Elias Borges Macena Junior - 2016.pdf: 9321304 bytes, checksum: ca477b8a1eeb56b690f41c443b0ca638 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Previous issue date: 2016-09-30 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / In order to improve the diagnostic process several research centers have focused on the development of information systems applying powerful techniques of computer-aided diagnosis (CAD). In this context, the creation of content-based image retrieval (CBIR) is an important step in developing an efficient CAD system. This work proposes the validation of recovery with a hybrid CBIR method based on 2D medical images. The results of the techniques applied, indicate a hit rate of 90.25% and indicate a gain of 35% in the performance of techniques, that is, the time search and retrieval of images, paving the way for the development of information systems more efficient to build support generic diagnostic systems. / Com o objetivo de melhorar o processo de diagnóstico vários centros de pesquisas têm focado no desenvolvimento de sistemas de informação aplicando poderosas técnicas de diagnóstico auxiliado por computador (Computer-Aided Diagnosis-CAD). Neste contexto, a criação de métodos de recuperação de imagens baseado em conteúdo (Content-based image retrieval - CBIR) é um passo importante para desenvolver um sistema CAD eficiente. Este trabalho propõe a validação de técnicas de recuperação com um método híbrido CBIR baseado em imagens médicas 2D. Os resultados das técnicas aplicadas, indicam uma taxa de acerto de 90,25% e ainda indicam um ganho de 35% no desempenho das técnicas, isto é, no tempo de busca e recuperação das imagens, abrindo caminho para o desenvolvimento de sistemas de informação mais eficientes para construção de sistemas de apoio ao diagnóstico genéricos.

Este trabalho propõe uma metodologia para representar o PPVVA (Projeto para Produção de Vedações Verticais em Alvenaria) em ferramentas CAD-BIM de maneira a não degradar significativamente o desempenho de manipulação do modelo BIM devido à grande quantidade de componentes. Ao mesmo tempo, propõe uma linguagem computacional para descrever modulações de alvenaria e a especificação de novas funcionalidades nos CAD-BIM para automatizar algumas atividades do PPVVA. A pesquisa foi organizada adotando-se a seguinte metodologia: (i) avaliação dos principais CAD-BIM do mercado; (ii) levantamento de requisitos de representação dos objetos do PPVVA; (iii) especificação do modelo de representação; (iv) implementação do modelo e (v) definição de um fluxo de trabalho para utilização do modelo proposto. A avaliação dos principais CAD-BIM possibilitou verificar as limitações destas aplicações no atendimento dos requisitos de representação do PPVVA e a necessidade de adequação destas aplicações para esse uso. A partir de entrevistas com projetistas de vedações foi possível coletar e sistematizar regras, que serviram de base à elaboração do modelo de representação proposto. Uma das idéias chave deste modelo de representação é a especificação de uma linguagem de descrição para modulações de alvenaria chamada de MMDL (Masonry Modulation Description Language). A utilização da MMDL mostrou-se uma alternativa interessante para representar implicitamente os elementos do PPVVA. Uma abordagem de representação explícita, por meio de famílias de objetos, também foi utilizada. Embora esta última abordagem demande mais recursos da aplicação, ela oferece maior flexibilidade ao projetista na manipulação de cada elemento da modulação de alvenaria. Para contornar o problema de desempenho da representação explícita, foi utilizado o conceito de referência a arquivos externos, o que permite segmentar modelos complexos em modelos menores que podem ser manipulados com maior facilidade. Com base nestas características do modelo proposto, espera-se que este possa servir como uma boa alternativa para minimizar o problema de desempenho na manipulação de modelos BIM gerados por projetistas de vedações. / This work proposes a methodology for representing the MDP (Masonry Design for Production) in BIM-CAD tools in a way that does not significatively degrade the handling performance of a BIM model due to its large quantity of components. At the same time, it proposes a computer language for describing masonry modulation and specifies new functionalities for BIM-CAD tools aiming the automation of some MDP tasks. The research was organized according to the following methodology: (i) evaluation of the main BIM-CAD tools; (ii) compilation of the representation requirements of MDP objects; (iii) specification of a representation model; (iv) model implementation and; (v) definition of a workflow for using the proposed model. The evaluation of the main BIM-CAD tools showed the limitations of these applications regarding the requirements of MDP as well as the need for adapting these tools for such use. From interviews with masonry designers, rules were collected and systematized, serving as a base for preparing the proposed representation model. One of the key ideas of this model is the specification of a description language for masonry modulation, called MMDL (Masonry Modulation Description Language). The use of MMDL was shown to be an interesting alternative for implicitly representing the MDP elements. An explicit representation approach, through object families, was also used. Although this approach demands more resources from the application, it offers more flexibility to the designer concerning the direct manipulation of each individual masonry element. As a workaround to the performance problem of the explicit representation, the concept of external detailing files was used, allowing the segmentation of complex models into smaller ones which can be handled easier in the BIM-CAD tool. Based on these features of the proposed model, it is hoped that it can serve as a good alternative for minimizing the performance problem when handling BIM models generated by masonry designers.

Esta tese propõe um modelo computacional para análise de conformidade de áreas e superfícies de proteção de aeródromos aos critérios de projeto geométrico previstos no Anexo 14 da ICAO (International Civil Aviation Organization). Não foram encontrados na literatura softwares open source com esta finalidade. Os critérios da ICAO impõem áreas e superfícies imaginárias de proteção que se originam na vizinhança de cada uma das pistas de pouso e/ou de decolagem. Dessas exigências normativas decorre um complexo conjunto de áreas em solo e superfícies no espaço aéreo, as quais ordenam a presença de objetos fixos e móveis dentro e fora dos limites do sítio aeroportuário. Os dados de entrada do modelo proposto compreendem: informações sobre a topografia e sobre os limites internos e externos do sítio; a posição de objetos fixos e móveis; a categoria da aeronave; o procedimento de aproximação empregado; e informações sobre a configuração do sistema de pistas. O modelo computacional proposto integra conceitos de CAD (Computer Aided Design) e de GIS (Geographic Information System) para a geração automática de geometrias georreferenciadas, de acordo com um MDE (Modelo Digital de Elevação), internamente representado por uma malha TIN (Triangulated Irregular Network). Além da geração virtual das geometrias, o modelo permite a detecção automática de eventuais interferências nas áreas e superfícies de proteção pelos objetos fixos e móveis. O modelo apresenta os resultados das análises por meio de janelas gráficas e permite a exportação dos arquivos KML para um globo virtual, como o Google Earth. Os arquivos KML representam as áreas e superfícies de proteção e os objetos fixos e móveis, destacando os obstáculos detectados. A modelagem proposta foi implementada em linguagem Python, testada e validada para instâncias fictícias e para um caso real, relacionado ao Aeroporto de Viracopos em Campinas, no Brasil (SBKP). Buscas sistemáticas na literatura científica nacional e internacional indicam que a modelagem aqui proposta é inédita, contribuindo para preencher a lacuna identificada na revisão bibliográfica realizada. / This thesis proposes a computational model for analysis of conformity of aerodrome protection areas and surfaces according to ICAO (International Civil Aviation Organization) Annex 14 geometric design criteria. No open source software with this purpose could be found in the literature. ICAO criteria impose imaginary protection areas and surfaces that start at the vicinity of each runway, leading to a complex set of geometries on the ground and in the airspace. Fixed and movable objects, both inside and outside the aerodrome property limits, are controlled by means of this set of imaginary surfaces. Input data for the herein proposed model comprises: aerodrome site topography and internal and external boundaries; fixed and movable objects position; aircraft category; approach procedures; and runway system configuration data. The model integrates CAD (Computer Aided Design) and GIS (Geographic Information System) technologies in order to automatically generate georeferenced geometries, that take into account a DEM (Digital Elevation Model), internally represented by a TIN (Triangulated Irregular Network) approach. In addition to geometry generation, the proposed model also performs obstacle assessment regarding the suppositional geometric interferences between protection areas and surfaces and the fixed and movable objects. The model results are outputted by means of screen plots, execution console (detected geometric interferences) and KML (Keyhole Markup Language) files, to be exported to virtual globes, like Google Earth. The KML files represent the geometries of protection areas and surfaces as well as fixed and movable objects, highlighting detected obstacles. The model was implemented in Python language and tested for validation, employing both fictitious and a real instance, related to the Viracopos International Airport (SBKP), in Campinas, Brazil. The undergone bibliographic search, considering national and international literature, indicates that this research introduces an unprecedented model, filling in a gap in the literature.