Nos últimos anos a utilização de pontos como primitiva gráfica básica vem mostrandose uma poderosa e versátil ferramenta para a computação gráfica. Considerável esforço de pesquisa vem sendo dedicado para encontrar formas eficientes de aquisição, representação, processamento, renderização e animação para conjuntos de pontos. As representações baseadas em pontos têm-se destacado como uma estratégia eficiente em computação desde que se tornou comum extrair modelos geométricos a partir de Scanners 3D, os quais geram grandes quantidades de pontos que aproximam a geometria do objeto. Este trabalho apresenta um conjunto de métodos para tratar a visibilidade aproximada para nuvens de pontos sem informação de conectividade e topologia. Primeiramente é proposto uma abordagem baseada em clusters para acelerar o operador de remoção de pontos proposto por Katz et al. A principal motivação para esta otimização é a possibilidade de conseguir um equilíbrio entre a velocidade e a qualidade do resultado. Também é apresentado uma técnica de renderização baseada em pontos acelerada por hardware chamada Surface Splatting. Esta abordagem utiliza mapeamento de textura com alpha blending para aproximar um filtro de reamostragem Elliptical Weighted Average no espaço de objeto. Juntamente com o Geometry Shader das modernas placas gráficas, produz de forma eficiente imagens de alta qualidade de superfícies amostradas por surfels. Por último é proposto um novo operador de remoção de pontos ocultos acelerado por hardware baseados na técnica de splatting juntamente com um operador morfológico de erosão modificado para reduzir o efeito de silhuetas no resultado final do operador. A motivação para a criação deste novo operador é a baixa eficiência demonstrada pelos métodos existentes para a utilização em aplicações em tempo real onde as nuvens de pontos são muito densas. Todas as técnicas apresentadas neste trabalho podem ser utilizadas em visualização científica com taxas interativas, em particular na visualização direta de geometria baseada em pontos. / In recent years the use of points as a fundamental graphics primitive has proved to be a powerful and versatile tool for computer graphics. Considerable research has been devoted to the efficient representation, modeling, processing, rendering and animation of point-sampled geometry. The point-based representation has gained increasing attention in computer graphics because 3D scanning systems easily extract large information from real-world objects. On the other hand, point sets are more flexible when compared to triangle meshes, because they are not required to maintain consistent topological information. This work presents a set of tools to determine the visibility and also to render a point-based geometry efficiently. Firstly, a cluster-based approach is proposed to speed up the hidden point removal operator proposed by Katz et al. The main idea of this study is to trade-off speed and quality in dynamic scenes of moving or deforming point clouds. After that, a hardware based point rendering technique called Surface Splatting is introduced. This approach uses the texture mapping with alpha blending and the Geometry Shader to approximate the Elliptical Weighted Average filter in object space. This efficient technique produces high quality images as surfel-based geometry. Finally, a new hidden point removal operator is presented. This operator, based on the splatting technique and also hardware accelerated, applies a morphological erosion operation in the depth buffer to reduce the silhouette effect in the final image. The motivation to develop a new operator is the low efficiency demonstrated by existing hidden point removal methods in real time applications, where the point cloud is very dense. All the techniques introduced in this work can be used in scientific visualization with interactive frame rates, particularly when visualizing point-based geometry sets.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:25:31Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2009-12-21Bitstream added on 2014-06-13T19:53:20Z : No. of bitstreams: 1 vichietti_rm_me_rcla.pdf: 842604 bytes, checksum: 731ca276a75c1b92840e57bd7497b5e1 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / De acordo com os resultados observacionais de condensações de nuvens moleculares escuras, grandes variações na razão 13CO/C18O são observadas quando se comparam os resultados obtidos nas condensações situadas dentro da mesma nuvem, bem como de nuvem para nuvem. O valor médio dessa razão na condensação principal de Ophiuchus é inferior a 5. Por outro lado, o valor encontrado nas condensações que estão situadas ao norte de Oph é maior que 10. Grandes diferenças também são encontradas quando se comparam os resultados observacionais de diferentes nuvens escuras, tais como Ophiuchus e Taurus, onde são observados também um decréscimo da razão C18O/C17O com o aumento da densidade. Os processos químicos e físicos que governam essas variações ainda não estão claros. Nesse sentido, o objetivo da presente proposta é analisar a influência do colapso gravitacional de condensações de nuvens moleculares escuras na síntese das moléculas CO, C17O, C18O, 13CO, 13C17O e 13C18O. Tal análise é feita com base em comparações entre modelos que consideram diferentes condições entre si, tais como, tamanho da cadeia química, velocidade de colapso, densidade inicial e processos de congelamento de espécies químicas na superfície de grãos de poeira. Os resultados obtidos mostram que o tamanho da cadeia química tem influência nas razões 13CO/C18O e C18O/C17O, mas não tanto quanto a densidade inicial e a velocidade do colapso. Além disso, o congelamento das espécies químicas nos grãos é mais significativo nos estágios mais avançados da evolução da condensação. Os modelos de condensações escuras que sofrem colapso gravitacional lento e em queda livre reproduzem satisfatoriamente as razões 13CO/C18O e C18O/C17O observadas, o que permite concluir que o colapso gravitacional pode ter um importante efeito nas referidas razões. / According to the observational results of dark molecular clouds condensations, large variations in the ratio 13CO/C18O are observed when comparing the results obtained in the condensations located within the same cloud and cloud to cloud. The average value of this ratio in the main condensation of Ophiuchus is below 5. On the other hand, the value found in the condensations that are located north of Oph is larger than 10. Large differences are also found when comparing the observational results of different dark clouds such as Ophiuchus and Taurus, in which are also found a decrease of the C18O/C17O ratio with increasing density. The chemical and physical processes that govern these variations are still unclear. In this sense, the objective of this proposal is to analyze the influence of the gravitational collapse of centrally condensed clumps of dense molecular gas in the synthesis of the CO, C17O, C18O, 13CO, 13C17O and 13C18O molecules. This analysis is based on comparisons among models that consider different condition, such as, chemical chain, initial density, speed of collapse and freezing processes of the chemical species on the surface of dust grains. The results show that the size of the chemical chain has influence on the 13CO/C18O and C18O/C17O ratios, but they are not as important as the initial density and the speed of the collapse. Furthermore, the freezing of chemical species on the grains occurs at later times of the collapse. The models of a gravitational free-fall collapsing core and of slowly contracting core with higher initial density are consistent with observations. These results indicate that the gravitational collapse of molecular cores can have an important effect in the 13CO/C18O and C18O/C17O ratios.

Nos últimos anos a utilização de pontos como primitiva gráfica básica vem mostrandose uma poderosa e versátil ferramenta para a computação gráfica. Considerável esforço de pesquisa vem sendo dedicado para encontrar formas eficientes de aquisição, representação, processamento, renderização e animação para conjuntos de pontos. As representações baseadas em pontos têm-se destacado como uma estratégia eficiente em computação desde que se tornou comum extrair modelos geométricos a partir de Scanners 3D, os quais geram grandes quantidades de pontos que aproximam a geometria do objeto. Este trabalho apresenta um conjunto de métodos para tratar a visibilidade aproximada para nuvens de pontos sem informação de conectividade e topologia. Primeiramente é proposto uma abordagem baseada em clusters para acelerar o operador de remoção de pontos proposto por Katz et al. A principal motivação para esta otimização é a possibilidade de conseguir um equilíbrio entre a velocidade e a qualidade do resultado. Também é apresentado uma técnica de renderização baseada em pontos acelerada por hardware chamada Surface Splatting. Esta abordagem utiliza mapeamento de textura com alpha blending para aproximar um filtro de reamostragem Elliptical Weighted Average no espaço de objeto. Juntamente com o Geometry Shader das modernas placas gráficas, produz de forma eficiente imagens de alta qualidade de superfícies amostradas por surfels. Por último é proposto um novo operador de remoção de pontos ocultos acelerado por hardware baseados na técnica de splatting juntamente com um operador morfológico de erosão modificado para reduzir o efeito de silhuetas no resultado final do operador. A motivação para a criação deste novo operador é a baixa eficiência demonstrada pelos métodos existentes para a utilização em aplicações em tempo real onde as nuvens de pontos são muito densas. Todas as técnicas apresentadas neste trabalho podem ser utilizadas em visualização científica com taxas interativas, em particular na visualização direta de geometria baseada em pontos. / In recent years the use of points as a fundamental graphics primitive has proved to be a powerful and versatile tool for computer graphics. Considerable research has been devoted to the efficient representation, modeling, processing, rendering and animation of point-sampled geometry. The point-based representation has gained increasing attention in computer graphics because 3D scanning systems easily extract large information from real-world objects. On the other hand, point sets are more flexible when compared to triangle meshes, because they are not required to maintain consistent topological information. This work presents a set of tools to determine the visibility and also to render a point-based geometry efficiently. Firstly, a cluster-based approach is proposed to speed up the hidden point removal operator proposed by Katz et al. The main idea of this study is to trade-off speed and quality in dynamic scenes of moving or deforming point clouds. After that, a hardware based point rendering technique called Surface Splatting is introduced. This approach uses the texture mapping with alpha blending and the Geometry Shader to approximate the Elliptical Weighted Average filter in object space. This efficient technique produces high quality images as surfel-based geometry. Finally, a new hidden point removal operator is presented. This operator, based on the splatting technique and also hardware accelerated, applies a morphological erosion operation in the depth buffer to reduce the silhouette effect in the final image. The motivation to develop a new operator is the low efficiency demonstrated by existing hidden point removal methods in real time applications, where the point cloud is very dense. All the techniques introduced in this work can be used in scientific visualization with interactive frame rates, particularly when visualizing point-based geometry sets.

While exact methods, such as DDA or T-matrix, can be applied to particles withsizes comparable to the wavelength, computational demands mean that they are size limited. For particles much larger than the wavelength, the Geometric Optics approximation can be employed, but in doing so wave effects, such as interference and diffraction, are ignored. In between these two size extremes there exists a need for computational techniques which are capable of handling the wide array of ice crystal shapes and sizes that are observed in cirrus clouds. The Beam Tracing model developed within this project meets these criteria. It combines aspects of geometric optics and physical optics. Beam propagation is handled by Snell's law and the law of reflection. A beam is divided into reflected and transmitted components each time a crystal facet is illuminated. If the incident beam illuminates multiple facets it is split, with a new beam being formed for each illuminated facet. The phase-dependent electric field amplitude of the beams is known from their ampli- tude (Jones) matrices. These are modified by transmission and reflection matrices, whose elements are Fresnel amplitude coefficients, each time a beam intersects a crystal facet. Phase tracing is carried out for each beam by considering the path that its 'centre ray' would have taken. The local near-field is then mapped, via a surface integral formulation of a vector Kirchhoff diffraction approximation, to the far-field. Once in the far-field the four elements of the amplitude matrix are trans- formed into the sixteen elements of the scattering matrix via known relations. The model is discussed in depth, with details given on its implementation. The physical basis of the model is given through a discussion of Ray Tracing and how this leads to the notion of Beam Tracing. The beam splitting algorithm is described for convex particles followed by the necessary adaptations for concave and/or ab- sorbing particles. Once geometric aspects have been established details are given as to how physical properties of beams are traced including: amplitude, phase and power. How diffraction is implemented in the model is given along with a review of existing diffraction implementations. Comparisons are given, first against a modified Ray Tracing code to validate the geometric optics aspects of the model. Then, specific examples are given for the cases of transparent, pristine, smooth hexagonal columns of four different sizes and orientations; a highly absorbing, pristine, smooth hexagonal column and a highly absorbing, indented, smooth hexagonal column. Analysis of two-dimensional and one-dimensional intensity distributions and degree of linear polarisation results are given for each case and compared with results acquired through use of the Amster- dam Discrete-Dipole Approximation (ADDA) code; with good agreement observed. To the author's best knowledge, the Beam Tracer developed here is unique in its ability to handle concave particles; particles with complex structures and the man- ner in which beams are divided into sub-beams of quasi-constant intensity when propagating in an absorbing medium. One of the model's potential applications is to create a database of known particle scattering patterns, for use in aiding particle classification from images taken by the Small Ice Detector (SID) in-situ probe. An example of creating such a database for hexagonal columns is given.

Submitted by Rafaela Soares Niemann (rafaelaniemann@gmail.com) on 2018-01-30T19:22:21Z No. of bitstreams: 1 dissertacao_rafaela_soares_niemann.pdf: 20839099 bytes, checksum: 3e520cbdddb994f623e86eb596a2eeae (MD5) / Approved for entry into archive by Ana Paula Santulo Custódio de Medeiros null (asantulo@rc.unesp.br) on 2018-01-31T11:10:28Z (GMT) No. of bitstreams: 1 niemann_rs_me_rcla.pdf: 19917697 bytes, checksum: f24581bad9ffd4cf3c683c92a81563b2 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-01-31T11:10:28Z (GMT). No. of bitstreams: 1 niemann_rs_me_rcla.pdf: 19917697 bytes, checksum: f24581bad9ffd4cf3c683c92a81563b2 (MD5) Previous issue date: 2017-12-07 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Os modelos digitais de elevação são importantes para a geração de informações sobre variáveis ambientais correlacionadas à topografia, principalmente como subsídio à análises geomorfométricas. O sensoriamento remoto pode contribuir com a geração de modelos digitais de elevação, principalmente através do uso de sensores de alta resolução espacial e tecnologias avançadas. Os VANTs – Veículos Aéreos Não Tripulados – tem sido cada vez mais explorados no âmbito da cartografia e topografia, com atuação cada vez mais importante dentro da ciência, devido à capacidade de transportarem diferentes sensores e ao seu baixo custo de operação. Câmeras fotográficas simples acopladas aos VANTs podem ser combinadas com tecnologias de visão computacional, trazendo novas oportunidades para explorar a geração de modelos digitais de elevação. Algoritmos de visão computacional, como o Structure-from-Motion (SfM), permitem a extração de pontos tridimensionais a partir de imagens sobrepostas obtidas por VANTs. Esses pontos compõem nuvens de pontos capazes de subsidiar a geração de modelos digitais de superfície (MDS), quando combinadas com algoritmos de interpolação de dados. Contudo, os modelos gerados desta maneira nos retornam informações relacionadas à superfície dos objetos presentes sobre o terreno, incluindo por exemplo construções e dosséis vegetais. A filtragem e classificação das nuvens de pontos se faz assim necessária para geração de modelos digitais que descrevam mais fielmente a superfície do terreno, sem estes elementos. Nesta dissertação, avaliamos dois métodos para a filtragem e interpolação de modelos digitais de terreno (MDT) a partir de nuvens de pontos geradas por imageamento ótico baseado em VANTs. A área de estudo escolhida foi a região da Serra do Cipó-MG, caracterizada por relevo acidentado e cobertura vegetal variada. O primeiro método consistiu na filtragem (classificação) direta da nuvem de pontos, e o segundo na filtragem do modelo digital de superfície em formato raster, ambos seguidos de interpolação. Os métodos avaliados se mostraram adequados, com coeficientes de determinação da ordem de R² = 0,98 em relação a dados de referência tomados por DGPS. A filtragem foi bastante eficiente para áreas íngremes e com vegetação baixa, e menos eficiente em áreas de vegetação arbórea densa. Os métodos avaliados no presente trabalho contribuirão para a melhoria da geração de MDTs com base na tecnologia emergente oferecida pelos VANTs, que poderão ser utilizados como subsídios a estudos ambientais diversos. / Digital elevation models are important for producing information on different environmental variables correlated to topography, especially for geomorphometric analyses. Remote sensing can contribute to the generation of digital elevation models, mainly through high spatial resolution sensors and advanced technologies. UAVs - Unmanned Aerial Vehicles - have been increasingly employed in the fields of cartography and topography, and have had an increasingly prominent role in science, as they can carry different sensors and have low-cost operation. Simple cameras attached to UAVs can be combined with computer vision technologies, bringing new opportunities to explore the production of digital elevation models. Computer vision algorithms such as Structure-from-Motion (SfM) allow the extraction of threedimensional points from superimposed images obtained by UAVs. These points make up points clouds capable of supporting the production of digital surface models (DSM) when combined with interpolation algorithms. However, models generated this way give us information related to the surface of objects present on the ground, including buildings and plant canopies. Point cloud filtering and classification is thus necessary for producing digital models that more accurately describe the bare terrain surface. In this dissertation, we evaluated two methods for filtering and interpolating digital terrain models (DTM) from point clouds generated by UAVbased optical imaging. The chosen study area was the Serra do Cipó region (Minas Gerais, Brazil), characterized by rugged relief and heterogeneous vegetation cover. The first method consisted of direct filtering (classification) of the point cloud, and the second method was based on filtering the digital surface model in raster format, both followed by interpolation. The evaluated methods were adequate, with determination coefficients of the order of R² = 0.98 in relation to reference data taken by DGPS. Filtering was quite efficient for steep areas with low vegetation, and less efficient in areas of dense arboreal vegetation. The methods evaluated in the present work will contribute to the improvement and generation of DTMs based on the emerging technology offered by UAVs, which can be used as subsidies to diverse environmental studies.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / The search for a more diverse energy matrix, to decrease the fossil fuel consumption com-bined with the enhance concern of environmental impacts results in an increasing interest on the installation of distributed generators. Nevertheless, its technical impacts must be studied carefully to benefit electric energy distribution systems. Considering photovoltaic generators, the presence of clouds influences directly in the solar irradiance on Earth’s surface, what var-ies, in a significant way, the generation of energy throughout time. The continuous clouds movement above electrical grids that contain this kind of generation produces difficulty in the forecast variations of the generated power flow and voltage fluctuations on electrical grid im-pacting the consumer’s energy quality. Thus, this master dissertation proposes to rank real solar irradiance data according to satellite image processing, which counts on information referring to the different sort of clouds. The purpose is to investigate how the dynamic of clouds affects the energy production from photovoltaic generator and, consequently, the im-pact on the electrical grids that counts with it. At first, different types of clouds are ranked through image processing techniques, so that images were obtained in CPTEC. Weather Fore-casting and Climate Studies Center website using satellite GOES-13 data with 30 minutes periods. In comparison to image processing results, it is used measured data from a photovol-taic system installed on the roof of Block E from Santa Maria’s Polytechnic School to rate the shading influence, thus, the classification of measured data on: sunny, partially clouded and fully clouded days. Therefore, for the evaluation of impact of a photovoltaic systems on dif-ferent generation situations over an electric distribution grid, it was used the IEEE 34-bus feeder, through known analysis such as QuasiStatic Time-Series Analysis performed by the software Open Distribution System Simulator (OpenDSS). Different load profiles are also considered, such as constant and variating loads on weekdays and weekends. The results in each tested case are presented and is performed an analysis of information from the energetic point of view, observing the real and local generation capacity, and the quality of the energy provided by the system, in which is referred the voltage levels and operation of voltage regu-lators equipment. / A busca pela diversificação da matriz energética, diminuição na utilização de combustíveis fósseis para geração de energia elétrica, além da maior preocupação com os impactos ambientais, fazem com que se aposte cada vez mais na instalação de geradores distribuídos. Contudo, para que estes possam vir a beneficiar sistemas de distribuição de energia elétrica, seus impactos técnicos devem ser cuidadosamente estudados. Considerando geradores fotovoltaicos, a presença de nuvens influ-encia diretamente a irradiância solar que chega à superfície terrestre, variando de uma forma sig-nificativa ao longo do tempo a energia gerada. O movimento contínuo das nuvens sobre redes elétricas que contam com esse tipo de geração produz variações de difícil previsibilidade sobre o fluxo de potência gerado e flutuações de tensão na rede elétrica, acarretando em possíveis impac-tos na qualidade de energia fornecida aos consumidores. Assim, esta dissertação de mestrado pro-põe classificar dados reais de irradiância solar conforme o processamento de imagens de satélite que contam com informações referente a classificação de diferentes tipos de nuvens, com objetivo de investigar como a dinâmica de nuvens afeta a produção de energia através de geradores fo-tovoltaicos, e consequentemente redes de distribuição de energia elétrica que contam com a parti-cipação dos mesmos. Em um primeiro instante, através de técnicas de processamento de ima-gem dá-se a classificação dos diferentes tipos de nuvens, de modo que as imagens são obtidas através do site do CPTEC (Centro de Previsão do Tempo e Estudos Climáticos) com dados do satélite GOES-13 em períodos de 30 minutos. Em comparação aos resultados de processamento de imagem são utilizados dados medidos de um sistema fotovoltaico, instalado no telhado do Blo-co E do Colégio Politécnico de Santa Maria, para avaliar a influência do sombreamento, e assim classificação dos dados medidos em: dia ensolarado, parcialmente encoberto e encoberto. Logo, para a avaliação do impacto em uma rede de distribuição elétrica que conta com sistemas fotovol-taicos em diferentes situações de geração, considera-se o sistema IEEE 34 barras, a partir de aná-lises conhecidas como Quasi-Static Time-Series Analysis, realizadas pelo software Open Distri-bution System Simulator (OpenDSS). Também, são considerados diferentes perfis de carga, como por exemplo, cargas que não variam no tempo, e cargas que variam com características de dia de semana e fim de semana. Os resultados de cada caso testado são apresentados e é realizado uma análise de informações tanto do ponto de vista energético, observando-se a capacidade real e local de geração, além da qualidade de energia fornecida pelo sistema, no que se refere aos níveis de tensão e operação de equipamentos reguladores de tensão.

Detecção automática de regiões planares em nuvens de pontos é um importante passo para muitas aplicações gráficas, de processamento de imagens e de visão computacional. Enquanto a disponibilidade de digitalizadores a laser e a fotografia digital tem nos permitido capturar nuvens de pontos cada vez maiores, técnicas anteriores para detecção de planos são computacionalmente caras, sendo incapazes de alcançar desempenho em tempo real para conjunto de dados contendo dezenas de milhares de pontos, mesmo quando a detecção é feita de um modo não determinístico. Apresentamos uma abordagem determinística para detecção de planos em nuvens de pontos não estruturadas que apresenta complexidade computacional O(n log n) no número de amostras de entrada. Ela é baseada em um método eficiente de votação para a transformada de Hough. Nossa estratégia agrupa conjuntos de pontos aproximadamente coplanares e deposita votos para estes conjuntos em um acumulador esférico, utilizando núcleos Gaussianos trivariados. Uma comparação com as técnicas concorrentes mostra que nossa abordagem é consideravelmente mais rápida e escala significativamente melhor que as técnicas anteriores, sendo a primeira solução prática para detecção determinística de planos em nuvens de pontos grandes e não estruturadas. / Automatic detection of planar regions in point clouds is an important step for many graphics, image processing, and computer vision applications. While laser scanners and digital photography have allowed us to capture increasingly larger datasets, previous techniques are computationally expensive, being unable to achieve real-time performance for datasets containing tens of thousands of points, even when detection is performed in a non-deterministic way. We present a deterministic technique for plane detection in unorganized point clouds whose cost is O(n log n) in the number of input samples. It is based on an efficient Hough-transform voting scheme and works by clustering approximately co-planar points and by casting votes for these clusters on a spherical accumulator using a trivariate Gaussian kernel. A comparison with competing techniques shows that our approach is considerably faster and scales significantly better than previous ones, being the first practical solution for deterministic plane detection in large unorganized point clouds.

O objetivo desta tese é analisar aspectos do sistema de satélites da Via Láctea de relevância cosmológica. Dentre estes aspectos destacam-se dois: o censo de satélites da Galáxia – onde constata-se que a quantidade destes objetos é muito inferior ao predito por modelos cosmológicos do tipo Matéria Escura Fria – e a frequência anômala de satélites luminosos, como a Pequena e Grande Nuvem de Magalhães (SMC e LMC respectivamente). Além disso, a determinação dos parâmetros estruturais da LMC pode impor vínculos a sua formação, histórico orbital e sobre a massa de nossa Galáxia. Neste trabalho é desenvolvida uma técnica de busca por satélites da Via Láctea. Esta técnica foi otimizada para utilizar dados da nova geração de grandes surveys de maneira eficiente. Este código, o FindSat, foi validado em uma amostra de galáxias anãs conhecidas e se mostrou eficiente em detectar as galáxias anãs mais tênues de que se tem registro. A aplicação desse código a uma região do Sloan Digital Sky Survey (SDSS) ainda não explorada nesse sentido revelou uma série de candidatos a novos satélites. Foram selecionados os candidatos mais promissores para observação de follow-up. Estas observações revelaram que um destes candidatos é de fato um novo satélite da Via Láctea. Este novo objeto é muito provavelmente um aglomerado globular do halo em estágio avançado de dissolução, porém, seu tamanho e magnitude integrada colocamno em um domínio limítrofe entre aglomerado e galáxia anã. Através da cuidadosa análise dos demais candidatos, constatou-se que nenhum outro é de fato um novo satélite da Galáxia. Além disso, foi realizado o estudo do perfil de densidade e geometria da LMC. Este estudo utilizou dados de verificação científica do Dark Energy Survey (DES). Constatase que o perfil de densidades para estrelas jovens (< 3 Gyr) possui um raio de escala cerca de 50% menor que o da população velha (> 3 Gyr), favorecendo o cenário de formação tipo outside-in. O estudo da extensão da componente estelar da LMC revela um raio de maré de cerca de 18 kpc, permitindo o cálculo da massa dinâmica total da LMC. O valor de massa obtido favorece a hipótese onde as Nuvens de Magalhães estariam por sua primeira passagem pelo perigaláctico. Além disso, a distância heliocêntrica e espessura do disco da LMC foram determinadas utilizando estrelas do Red Clump (RC). Notou-se que regiões no extremo norte da LMC estão sistematicamente mais próximas de nós do que o esperado, este efeito evidencia o warp no disco dessa galáxia. Observou-se que a espessura do disco aumenta na periferia da LMC, caracterizando o fenômeno de flare. O aumento na espessura juntamente com a maior extensão da população velha da LMC é interpretado como a presença de dois componentes discoidais. Esta é a primeira evidência desse tipo baseada apenas em métodos de contagem de estrelas. / The goal of this thesis is to analyse comologically relevant aspects of the Milky Way (MW) satellite system. Among these we may highlight two: the census of MW satellites – where the observed number of these objects is much less than what is expected by Cold Dark Matter (CDM) models – and the anomalous frequency of luminous satellites, such as the Small and Large Magellanic Clouds (SMC and LMC respectively). Besides the cosmological importance of the Clouds, the determination of its structural parameters may help to constraint models for their formation, orbital history, and ultimately the mass assembly in our Galaxy. In this work a technique to search newMWsatellites is developed. This technique was optimized to run efficiently on large datasets, such as the ones being generated by the new generation of surveys. The code, FindSat was validated in a sample of well known MW satellites and has proven to be well succeeded even for the most faint of these objects. The application of this code to an unexplored region of the Sloan Digital Sky Survey (SDSS) revealed a large amount of new dwarf galaxy candidates, some of which where selected for follow-up observation. These observations led to the discovery of a new MW satellite. This new object is most likely a globular cluster in an extreme stage of dissolution. However, its integrated magnitude and size makes it difficult to discern it from a dwarf galaxy. By a careful analysis of the remaining candidates, it was shown that no other new satellite was in the sample. The density profile and geometry of the LMC was also analysed. This study used the recent science verification data from the Dark Energy Survey (DES). It was found that the density profile for young stars (< 3 Gyr) has a scale radius 50% smaller when compared to the one obtained for older stars (> 3 Gyr). This result favours the outsidein galaxy formation scenario. The total extension of the LMC stellar component was measured, allowing the estimate of a truncation radius of about 18 kpc. Assuming that this truncation has tidal origins the dynamical mass of the LMC is inferred. The mass value found favours the case for the first perigalactic passage of the Clouds. Besides that, the heliocentric distance and thickness of the LMC disk was determined using Red Clump (RC) stars. Evidence for warp was found in the North edge of the LMC, in the sense that the disk is systematically more distance than expected. While the thickness of the disk increases towards the outer parts of the LMC, which is a phenomena known as flare. This effect joined with the fact that the older LMC stellar population is more extended, favours the presence of two disk components in this galaxy. This is the first evidence of this kind based only on star counts.

Computer vision is a research field in which images are the main object of study. One of its category of problems is shape description. Object classification is one important example of applications using shape descriptors. Usually, these processes were performed on 2D images. With the large-scale development of new technologies and the affordable price of equipment that generates 3D images, computer vision has adapted to this new scenario, expanding the classic 2D methods to 3D. However, it is important to highlight that 2D methods are mostly dependent on the variation of illumination and color, while 3D sensors provide depth, structure/3D shape and topological information beyond color. Thus, different methods of shape descriptors and robust attributes extraction were studied, from which new attribute extraction methods have been proposed and described based on 3D data. The results obtained from well known public datasets have demonstrated their efficiency and that they compete with other state-of-the-art methods in this area: the RPHSD (a method proposed in this dissertation), achieved 85:4% of accuracy on the University of Washington RGB-D dataset, being the second best accuracy on this dataset; the COMSD (another proposed method) has achieved 82:3% of accuracy, standing at the seventh position in the rank; and the CNSD (another proposed method) at the ninth position. Also, the RPHSD and COMSD methods have relatively small processing complexity, so they achieve high accuracy with low computing time. / Visão computacional é uma área de pesquisa em que as imagens são o principal objeto de estudo. Um dos problemas abordados é o da descrição de formatos (em inglês, shapes). Classificação de objetos é um importante exemplo de aplicação que usa descritores de shapes. Classicamente, esses processos eram realizados em imagens 2D. Com o desenvolvimento em larga escala de novas tecnologias e o barateamento dos equipamentos que geram imagens 3D, a visão computacional se adaptou para este novo cenário, expandindo os métodos 2D clássicos para 3D. Entretanto, estes métodos são, majoritariamente, dependentes da variação de iluminação e de cor, enquanto os sensores 3D fornecem informações de profundidade, shape 3D e topologia, além da cor. Assim, foram estudados diferentes métodos de classificação de objetos e extração de atributos robustos, onde a partir destes são propostos e descritos novos métodos de extração de atributos a partir de dados 3D. Os resultados obtidos utilizando bases de dados 3D públicas conhecidas demonstraram a eficiência dos métodos propóstos e que os mesmos competem com outros métodos no estado-da-arte: o RPHSD (um dos métodos propostos) atingiu 85:4% de acurácia, sendo a segunda maior acurácia neste banco de dados; o COMSD (outro método proposto) atingiu 82:3% de acurácia, se posicionando na sétima posição do ranking; e o CNSD (outro método proposto) em nono lugar. Além disso, os métodos RPHSD têm uma complexidade de processamento relativamente baixa. Assim, eles atingem uma alta acurácia com um pequeno tempo de processamento.

Orientador: Jose Pissolato Filho / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-13T18:17:26Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Silva_ValeriaCristiane_M.pdf: 9885573 bytes, checksum: eee5ffee7c0a540498ec7bb5a8436b15 (MD5) Previous issue date: 2009 / Resumo: Este trabalho apresenta a elaboração e a construção de um sensor utilizado na detecçãode intensidade de campo elétrico e consequentemente de descargas atmosféricas. O sensor de diâmetro igual a 10 cm é constituído por uma placa girante composta por quatro aletas, que tem seu movimento de rotação controlado por um mini motor de 12000 rpm, e uma placa fixa, denominada placa de medição, composta por oito aletas que são responsáveis por produzir uma tensão alternada referente ao campo elétrico ao qual o sensor está submetido. Quando o rotor (placa girante) gira sobre o estator (placa de medição), ele expõe a placa de medição ao campo elétrico e isola-o deste campo quando está sobre ele. Dessa forma corta-se o campo elétrico normal estático ou que varia muito lentamente. O medidor de campo elétrico (EFM - do inglês Eletric Field Mill ) cria um campo "variável" que irá induzir uma carga elétrica no estator. A magnitude e polaridade da carga são dependentes da magnitude e polaridade do campo elétrico. A placa de medição gera um sinal da ordem de milivolts, sendo necessário a utilização de amplificadores para torná-lo significante para análise. O sinal amplificado será então digitalizado e enviado à um software para visualização dos dados gerados pelo sensor. Neste trabalho apresenta-se também um estudo sobre origem de cargas nas nuvens, formação de tempestade, assim como formação e classificação dos raios. / Abstract: This paper presents the development and construction of a sensor used to detect intensity of electric field and consequently of lightning. The sensor diameter of 10 cm consists of a plate consisting of four revolving vanes that has its rotation controlled by a small motor to 12000 rpm and a fixed plate, called a measuring board, composed of eight vanes that are responsible for produce a alternating voltage electric field concerning which the sensor is subjected. When the rotor (revolving vanes) turns on the stator (plate measurement), it exposes the plate for measuring the electric field alone, and the field when this is over it. Thus is cut to the normal static electric field or which varies very slowly. The electric field meter (EFM - the English Electric Field Mill) creates a field "variable" that will induce an electric charge in the stator. The magnitude and polarity of the load are dependent on the magnitude and polarity of the electric field. The measurement plate generates a measurement signal of the order of millivolts, requiring the use of amplifiers to make it significant for analysis. The amplified signal is then digitized and sent to a software for visualization of data generated by the sensor. In this work it is also a study of origin of cargoes in the clouds, formation of storm as well as training and classification of rays. / Mestrado / Energia Eletrica / Mestre em Engenharia Elétrica