[pt] Nesta tese, trabalhou-se com a modelagem Rasch visando a apresentar alternativas mais práticas e de melhor qualidade em termos de medida, para dois cenários distintos. O primeiro está relacionado ao fato de que medir conhecimento é algo muito complexo e de difícil entendimento para profissionais que não são da área da psicometria. Por meio de experimentos envolvendo modelos da família Rasch, apresentamos a aplicabilidade e as potencialidades dessa modelagem para atender a novas demandas de avaliação em larga escala no Brasil. O segundo cenário relaciona-se à busca de medir, de modo o mais imparcial possível, itens de produção escrita, em que a nota recebida pelos alunos é influenciada pela subjetividade dos corretores, ou seja, corretores lenientes beneficiam alunos e corretores severos penalizam alunos. Diante desses dois cenários, esta tese tem os seguintes objetivos: (i) trazer para o âmbito das avaliações realizadas no Brasil uma modelagem matemática mais simples que aquela atualmente adotada, visando uma melhor comunicação com os professores, e; (ii) a possibilidade de operar não apenas com itens de múltipla escolha, corrigidos de forma automática, mas também com itens de produção escrita, em que a subjetividade dos corretores (severidade) é controlada pelo modelo psicométrico, gerando medidas de melhor qualidade. Para isso, utilizou-se a modelagem Rasch com multifacetas, abordando, por meio de casos práticos, as vantagens dessa modelagem em relação a outras metodologias atualmente adotadas no país. Assim, para a alcançarmos o primeiro objetivo, confrontamos a modelagem Rasch com multifacetas com a modelagem de três parâmetros logísticos em um estudo de efeito contexto em testes compostos por diferentes modelos de cadernos e com mais de uma disciplina avaliada por caderno e, para o segundo, comparamos as medidas de proficiência através da Rasch com multifacetas com as notas médias das duplas correções dadas pelos corretores aos alunos em testes do tipo redação. A partir dos resultados encontrados, concluímos que a Rasch com multifacetas pode ser utilizada de forma alternativa ou concomitante com as avaliações que utilizam a modelagem de três parâmetros logísticos, produzindo resultados mais rápidos e de entendimento mais fácil por parte dos professores e que, no caso de redações, as proficiências obtidas pela Rasch com multifacetas apresentaram medidas com melhores indicadores de fidedignidade e validade, quando comparadas com as medidas de notas via Teoria Clássica do Teste, sendo, portanto, uma alternativa mais viável para esse tipo de avaliação. Conclui-se essa tese apresentando situações de empregabilidade das metodologias estudadas. / [en] In this thesis, we worked with Rasch modeling, aiming to present more practical alternatives and better quality in terms of measurement, for two different scenarios. The first one is related to the fact that measuring knowledge is something very complex and difficult to understand for professionals who are not in the psychometrics area. Through experiments involving the Rasch family models, we present the applicability and the potentiality of this model to adequately comply with the new demands of the large-scale evaluation in Brazil. The second scenario is related to the search of measuring, in the most impartial way possible, written production items which grade received by the subjectivity of the raters (severity), that is, lenient raters benefit students and severe raters penalize them. In view of these two scenarios, this thesis has the following objectives: (i) to bring to the scope of the evaluations carried out in Brazil a simpler mathematical modeling than the currently adopted, aiming at a better communication with the teachers; and (ii) the possibility of operating not only with multiple choice items, corrected automatically, but also with written production items, in which the subjectivity of the raters (severity) is controlled by the psychometric model, generating better quality measures. For this, Many-Facet Rasch Measurement was used, approaching, through practical cases, the advantages of this modeling in relation to other methodologies currently adopted in the country. Thus, in order to reach the first objective, we confronted Many-Facet Rasch Measurement with the modeling of three logistic parameters in a study of context effect in tests composed by different models of test books and with more than one discipline evaluated by test book and, for the second one, we compared the measures of proficiency through the Many-Facet Rasch Measurement with the average scores of the double corrections given by the raters to the students in tests of the essay type. From the results found, we conclude that the Many-Facet Rasch Measurement can be used in an alternative or concomitant way with the evaluations that use the three logistic parameters model, producing faster results and easier to understand by the teachers and that, in the case of essays, the measures of proficiency obtained by Many-Facet Rasch Measurement presented measures with better reliability and validity indicators, when compared to the grading measures through the Classical Theory of Testing, being, therefore, a more viable alternative for this type of evaluation. This thesis concludes with situations of usability of the methodologies studied.

[pt] Calibrações manuais periódicas asseguram o funcionamento correto de um instrumento durante certo período de tempo, mas não garantem que sensores defeituosos permaneçam calibrados por outros períodos, além de eventualmente serem desnecessárias. Em plantas industriais, a análise dos sinais fornecidos pelos sensores que monitoram os processos de produção é uma tarefa difícil em virtude da grande dimensão dos dados. Portanto, uma estratégia de monitoramento e correção online para múltiplos sensores se faz necessária. Este trabalho propõe a utilização de dois modelos: um que emprega Redes Neurais Auto-Associativas com Treinamento Robusto Modificado (RNAAM), e outro que emprega o Teste Seqüencial da Razão de Probabilidade (SPRT) e Lógica Fuzzy. Esses modelos são aplicados em um sistema de monitoramento para auto-correção online e auto-validação das medições realizadas por um grande número de sensores. Diferentemente dos modelos existentes, o sistema proposto faz uso de apenas uma RNAAM para reconstruir os sinais dos sensores com falha. Além disso, os estados do sensor e do modelo de auto-correção são validados por meio dos módulos de confiabilidade e de classificação, respectivamente. Para avaliação do modelo, faz-se uso de uma base de dados com medidas de sensores industriais que controlam e realizam o monitoramento de um motor de combustão interna, instalado em um caminhão de mineração. Os resultados obtidos mostram a capacidade do modelo proposto de mapear e corrigir, com um baixo nível de erro, os sinais dos sensores que apresentam falhas, além de fornecer ao especialista uma ferramenta para a realização de cronogramas de revisão de sensores. / [en] Periodical manual calibrations assure the correct operation of an instrument for a certain period of time, but do not guarantee that faulty sensors remain calibrated for other periods, besides being occasionally unnecessary. In industrial plants the analysis of signals from sensors that monitor a plant is a difficult task due to the high-dimensionality of data. Therefore an online strategy for monitoring and correcting multiple sensors is required. This work proposes the use of two models: one that employs Auto Associative Neural Networks with a Modified Robust Training, and another that employs the Sequential Probability Ratio Test (SPRT) and Fuzzy Logic. These models are applied to an online monitoring system for self-correction and selfvalidation of measurements generated by a large number of sensors. Unlike existing models, the proposed system makes use of only one AANN to reconstruct signals from faulty sensors. Moreover, the states of the sensor and of the self correction model are validated through the reliability and classification modules, respectively. The model is evaluated with a database containing measurements of industrial sensors that control and carry out the monitoring of an internal combustion engine installed in a mining truck. Experimental results show the ability of the proposed model to map and correct signals from faulty sensors with a low error, and to provide a tool for sensor review scheduling.

Made available in DSpace on 2016-04-28T14:16:32Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Andrea Bortolotto.pdf: 93137 bytes, checksum: 6387d58e0c4ab8f964e1c7faa1071200 (MD5) Previous issue date: 2008-05-15 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / In this dissertation, we seek to corroborate which are the contributions of Chemistry to the identification, extraction and classification of minerals in the XVIII century, as well as, to discuss that the History of Chemistry must not be understood in terms of a tight line of thoughts. For that, we analyze the work of Johann Andreas Cramer (1710- 1777), Elements of the Art of Assaying Metals. Cramer proposed a method of mineral assaying based on the chemical behavior of the bodies, which allowed him to identify, extract and classify the minerals with more assertiveness. To elaborate his work, Crammer exploited the works of G. E. Stahl and of H. Boerhaave, two very different sources and considered, for a long time, opposite ideas. This fact has enlightened us that in the History of Chemistry there were moments in which the line of thoughts distanced themselves but also moments they completed each other, evidence that lead us to the conclusion that the History of Chemistry must be faced in terms of non-progressive analysis, not despising, however, its continuity / Nessa dissertação, buscamos verificar quais as contribuições da Química para a identificação, extração e classificação mineral no século XVIII, bem como discutir que a História da Química não deve ser entendida em termos de correntes estanques de pensamento. Para tanto, analisamos o trabalho de Johann Andreas Cramer (1710-1777), Elements of the Art of Assaying Metals. Cramer propôs um método de ensaio mineral baseado no comportamento químico dos corpos, o que permitiu identificar, extrair e classificar os minerais com mais precisão. Para elaborar seu trabalho, Cramer utilizou-se dos trabalhos de G. E. Stahl e de H. Boerhaave, fontes bem diferentes e consideradas opostas por muito tempo. Esse fato nos revelou que na História da Química houve momentos em que as correntes de pensamento se distanciavam mas também momentos em que se completavam, constatação esta que nos conduz à conclusão de que a História da Química deva ser pensada em termos de análises não-continuístas, não desprezando, entretanto, suas continuidades

Submitted by Edisangela Bastos (edisangela@ufpa.br) on 2017-03-14T14:56:21Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Tese_GeoquimicaPedogeoquimicaSitios.pdf: 17493269 bytes, checksum: 8298bdcb9188dcaa0eb21f9f27ce9d95 (MD5) / Approved for entry into archive by Edisangela Bastos (edisangela@ufpa.br) on 2017-03-17T12:10:11Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Tese_GeoquimicaPedogeoquimicaSitios.pdf: 17493269 bytes, checksum: 8298bdcb9188dcaa0eb21f9f27ce9d95 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-03-17T12:10:11Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Tese_GeoquimicaPedogeoquimicaSitios.pdf: 17493269 bytes, checksum: 8298bdcb9188dcaa0eb21f9f27ce9d95 (MD5) Previous issue date: 1996-06-04 / O principal objetivo do presente trabalho é identificar o padrão de distribuição geoquímica e pedogeoquímica em sítio arqueológico com TPA e em sua área adjacente, e identificar a ação antrópico sobre os elementos determinando as associações geoquímicas típicas de TPA. Foram selecionados três sítios arqueológicos na região de Caxiuanã, município de Portel-Pa. Nestes, foram abertas trincheiras na TPA e em suas respectivas áreas adjacentes. Em um dos sítios, o Manduquinha, foi efetuada coleta dos horizontes de solo a cada 5m, em transversais norte-sul. Para a amostragem do material arqueológico foi utilizado o mapa de distribuição do P2O5 no horizontal A1, escolhendo-se pontos eqüidistantes que representassem os locais de sua maior ou menos concentração. Foram determinadas: a) composição mineralógica, através de difratometria de raio-X; b) SiO2, TiO2, Fe2O3, P2O5 (fluente AL2B4O7) Al2O3, Na2O, K2O, CaO, MgO, Cd, Co, Cum, Mn, Pb e Zn ( abertura total HF+HCLPO4) e C (Wlkley-Back, modificado), determinados por absorção atômica, colorimetria e titrimetria; c) As, Se (geração de hidretos) ; Hg (geração de vapor) Zn, Mn, Fe disponíveis (oxalato de NH4 + ácido oxálica) ; complexo sortivo (acetato de NH4 a Ph 7,0), determinados por absorção atômica; d) Cr, B, V, Sc por espectografia ótica de emissão; U por fluorimetria e F por eletrodo de íons especificos; e) Ba, Cl, Ga, Nb, Sr, Y e Zr por fluorescência de raio-X; f) composição química qualificados nos solos e na cerâmica, atarvés de microscopia eletronica de varedura e g) datação da cerâmica por C14. A região de Caxiuanã apresenta sedimentos correlacionados à Formação Alter do Chão, que foram laterizados no terciário. Ocorrem ainda arenitos ferruginizados ao nível do espelho d'agua da baia de Caxiunã, que às vezes serviam de abrasador para o homem pré-historico. A drenagem principal é composta pela baía de Caxiunã e rio Anapu. Na área predomina Latossolo Amarelo sobre os perfis lateríticos, ocorrendo solos hidromorficos nas porções mais baixas. Nas porções mais elevadas do Latossolo, ocorrendo solos hidromórficos nas porções escura e inúmeros fragmentos de cerâmica e de artefatos lítico, denominadas de sitio arquiológicos. Quando comparados com os perfis das áreas adjacentes, os horizontes A das TPA, além de apresentarem coloração preta, são mais arenosos e melhor estruturados. Apresentam valores S, T e V, bem como Ph mais elevado que os solos adjacentes, portanto, mais férteis. Os horizontes B não mudam significativamente em seus aspectos morfologicos, fisicos e quimicos, nas TPA e AD. A composição química representada principalmente os SiO2, Al2O3, Fe2O3 e TiO2, é compatível com a mineralogia, composta por quartzo, caolinita, geehita e anatásio. Os horizontes A das TPA apresentam valores mais elevados de SiO2, MgO, CaO,P2O5, C, Ba, Cl, Cu, K, Mn, Sr e Zn, mais baixo de Al2O3, Fe2O3, Na2O, As, Cd, Co, Ga, Cr, F, Pb, Sc e V, ou seja, do horizonte B para o A o primeiro grupo enriquece e o segundo empobrece. Alguns elementos como Nb, Hg e Zr, não apresentam as variações significativas entre TPA e AD. No sítio Manduquinha as variações nas características morfológicas do solo permitiram separar a TPA em TPA-N e TRA-S por ocorrer em nível ligeiramente mais baixo na paisagem, forma um microambiente anaeróbica nos período mais chuvoso do ano. A distribuição geoquímica dos elementos nos horizontes A1 reflete as variações ocorridas nas TPA A TPA-S é mais enriquecidas em Si, Mg, Ca, P, Ba, Cl, Cu, K, Mn, Sr e Zn, apresentando menores concentrações nos demais elementos. Os dados geoquímicos tratados através da análise de agrupamento modo "R", mapas de isovalor e análise fatorial permitem identificar três grandes associações geoquimicas e localizar áreas de sua concentração. 1. P2O5, MgO, CaO, Ba, Cu, Cl, Mn, Sr, e Zn representam os elementos estritamente relacionados com a TPA, que foram adicionados aos solos; 2. Fe2O3, Na2O, As, Cd, Co, Cr, F, Ga, Pb e V representam a assinatura geoquímica dos Latossolos regionais. Foram modificados indiretamente no sitio pela atividade humana pré-histórica e 3. B, Hg, Nb, Sc, Y, e Zr que também representam a assinatura geoquímica dos Latossolos regionais, não sofreram modificações significativas em decorrência da ocupação humanas pretérita. O sítio Manduquinha foi ocupado pelo homem pré-histórico, por um período mínimo de 300 anos, (1280 a 1600 AD). Pelas características apresentadas nas técnicas de confecção da cerâmica, antiplástico utilizando, queima e duração, corrobaram a idéia de uma continuidade cultural. A ocupação pelo grupo que aí habitou poderia ser continua ou não. Em ambos os casos, a pequena dimensão da TPA (0,5ha), a pouca espessura da camada ocupacional e a pequena quantidade do material arquiológicos, surgiram tratar-se de grupo de baixa densidade populacional. A pratica cultural do grupo que habitou a área, de depositar restos orgânicos em locais específicos, levou a um aumento significativo do P, Ba, B, Ca, Cl, Cu, K, Mg, Mn, Sr e Zn na TPA. Os elevados teores de Ca localizados no limite sudeste da área podem ser atribuídos a restos de conchas, que são comumente encontradas na forma de bolsões em outros sítios em Mg e P como ossos, fezes, urina etc., enquanto que nas porções sudeste e nordeste houve o predomínio de materiais ricos em Zn, Mn e Cu. A norte da área onde o solo é mais compactado bem como na porção central ocorrem pós-ocupados humana pré-histórica, associados as próprias condições superficiais do terreno permitiram maior lixiviação do P, Ba, B, Ca, Cl, Cu, K, Mg, Mn, Sr e Zn com concentração no extremo sul da área, na AD. Fe2O3 e elementos a ele associados concentram-se mais a norte, com visível dispersão para sul. / The main objective of the present work is to identify the geochemical and pedological distribution patterns in archeological black earth (ABE) sites and adjacent areas, as well as, the anthropogenic action on the chemical elements responsible for the typical ABE geochemical associations. Three archeological sites were selected in the Caxiuanã region, Portel Municipality, Pará State. Trenches were excavated in these sites and in adjacent areas as well. At Manduquinha cite, the soil-horizon sampling have been carried out by collecting at each 5 m along N-S trending traverses. The archeological-material sampling has been based on an Al-horizon P2O5-distribution map on which even-spaced points have been plotted from places bearing the lowest and the highest P2O5 concentrations. For each of these points, chemical and mineralogical analyses have been made aiming at the following determinations: a) mineralogical composition by X-ray diffraction; b) SiO2, TiO2, Fe2O3, P2O5 (Al2B4O7), Al2O3, Na2O, K2O, CaO, MgO, Cd, Co, Cu, Mn, Pb, and Zn (HF + HC1PO4 total dissolution), and C (modified Walkley-Black method), by atomic absorption, colorimetry, and titration; c) As, Se (hydrides), Hg (vapor), Zn, Mn, and Fe (NH4 oxalate + oxalic acid), sorptive ion-complexes (NH4 acetate at pH 7.0), by atomic absorption; d) Cr, B, V, Sc, by optical-ernission spectrochemical analysis, U, by fluorometry, and F by specific-ion electrode analysis; e) Ba, Cl, Ga, Nb, Sr, Y, and Zr by X-ray fluorescence; f) qualitative chemical composition of ceramic and sou by means of scanning electron microscopy; and, g) radiocarbon (C") dating of ceramic artifacts. From a geological point of view, the Caxiuanã region is made up of sediments belonging to Alter do Chão Formation which have been laterized in Tertiary. Ironstones also occur in that region, outcropping at the bay water level and, sometimes, they were used as abrasive material by the prehistoric man. The main drainage system is constituted by the Caxiuanã bay and the Anapu river. Yellow latosol predominates compared with lateritic profiles; hydromorphic soils also occur at the lower portions. The ABE occurrences, known as archeological sites, are found in the higher portions of the latosol domain and are characterized by a dark-colored soil and by the presence of numerous ceramic fragments and lithitic artifacts. In comparison with the adjacent areas, the ABE's A-horizons, besides exhibiting a dark color, are sandier and structurally better organized. Their bases exchange_sum, cation exchange capacity, base saturation, and pH values are higher than those of the adjacent soils, being thus more fertile than the other ones are. The B horizons do not show significant changes regarding their morphological, physical and chemical aspects both in ABE's and adjacent arcas. The chemical composition essentially constituted by SiO2, Al2O3, Fe2O3, and TiO2 is consistent with the described mineral assemblage which comprises quartz, kaolinite, ghoetite, and anatase, The ABE's A-horizon, compared with the B horizon, presents higher contents of SiO2, MgO, CaO, P2O5, C, Ba, Cl, Cu, K, Mn, Sr, and Zn; and lower values of Al2O3, Fe2O3, Na2O, As, Cd, Co, Ga, Cr, F, Pb, Se, and V, that is the first group got enriched and the second one depleted in these elements. Some elements such as Nb, Hg, and Zr do not show significant relative variations from ABE to adjacent areas. In Manduquinha site, soil morphologic features allowed the separation of the ABE's into N and S domains. Due to the fact of being at a slightly lower topographic level, the S-dornain generates an anaerobic microenvironment during the rainier season. The geochemical distribution of the elements in the A, horizon reflects the environmental changes which took place in ABE's. The S-domain is enriched in Si, Mg, P, Ba, Cl, Cu, K, Mn, Sr, and Zn; and presents lower concentrations of the remaining elements, The geochemical data treated through R-type cluster analysis, isocon maps, and factor analysis allowed the identification of three major geochemical associations and their respective concentration areas. 1) P2O5, MgO, CaO, Ba, Cu, Cl, Mn, Sr, and Zn represent the elements, closely related to the ABE's, which have been added to soil; 2) Fe2O3, Na2O, As, Cd, Co, Cr, F, Ga, Pb, and V correspond to the regional latosol geochemical signature which has indirectly been modified by the prehistoric human activity in the site; e, 3) B, Hg, Nb, Sc, Y, and Zr also constitute the regional latosol geochemical signature although they have not undergone significant changes in consequence of the past human occupation. Manduquinha site has been occupied by the prehistoric man during a period of at least 300 years (1280 to 1600 AD). Characteristics of their ceramic manufacture such as the use of antiplastic materials as well as burning and ornamentation techniques corroborate the hypothesis of cultural continuity. The occupation by the people which inhabited that place may have been contínuos or not. In both cases, the small ABE's surface extension (0.5 ha), the shallow depth of the anthropogenic-modified bed, and the small amount of archeological material suggest an occupation with low population density. The cultural habit of disposing organic leavings at separated places led to a significant increase in P, Ba, Ca, Cl, Cu, K, Mg, Mn, Sr, and Zn in the ABE's. The elevated Ca contents at the southwestern limit may be accounted for remains of shells, commonly found in the form of pockets in other archeological cites in the region. In the west- and northwestern ABE's parts there has been a greater addition of materials Mg- and P-rich in such as bones, feces, urine etc., while in the southeast- and northeastern portions it has been observed predominance of Zn-, Mn-, and Cu-rich materials. In the northern part, where the soil is more compact, and at the central portion as well, the occurrence of lower contents of the above-mentioned elements is interpreted to be a consequence of the localization of circulation areas of the group. The pedogenetic processes, which took place after the prehistoric human occupation, related to the own ground surface conformation favored a stronger leaching of P, Ba, B, Ca, Cl, Cu, K, Mg, Mn, Sr, and Zn which concentrate at the extreme-south, in the adjacent area Fe2O3 and associated elements are found in greater concentrations in the northern part with clear dispersion southward.

[pt] Os sistemas de energia elétrica estão operando atualmente próximos dos limites de estabilidade, comprometendo a segurança. Este fato tem sido evidenciado por diversos blackouts no mundo inteiro. A avaliação da segurança dinâmica torna-se, então, fundamental. O objetivo é a busca de um método rápido e, sobretudo, confiável, para analisar o comportamento dinâmico de um sistema de energia elétrica. Esta dissertação trata, portanto, do problema da avaliação da segurança dinâmica de sistemas de energia elétrica. A avaliação é realizada através da determinação das margens de estabilidade, utilizando os resultados de simulações no domínio do tempo, que fornece informações qualitativas a respeito da estabilidade na primeira oscilação. O grupo de geradores severamente perturbados é determinado e a margem de estabilidade de cada um deles é calculada. O gerador que apresentar a menor margem determina a margem de estabilidade do sistema. Quando a margem de estabilidade assume valor nulo, o tempo crítico de eliminação da falta é obtido. Estes resultados são comparados com aqueles determinados pelo método de tentativa e erro, utilizando um programa convencional de estabilidade transitória. Desta forma, as contingências são classificadas em função dos tempos críticos de eliminação de falta, de acordo com o nível de severidade. Essa classificação permite reduzir o conjunto de contingências a ser estudado. A contribuição deste trabalho é mostrar que o critério baseado na aceleração imediatamente após a eliminação da falta é mais eficaz que aquele baseado na aceleração imediatamente após a ocorrência da falta para a indicação do grupo de geradores severamente perturbados. / [en] Power systems have been operating nowadays near to the stability limits putting security under risk. This is one of the reasons why the dynamic security assessment is a fundamental tool to avoid the occurrence of blackouts in the whole world. The goal is a reliable and fast way to evaluate the dynamic behavior of a power system. This dissertation deals with the problem of dynamic security assessment of power systems. The evaluation is performed based on stability margins calculated from time domain simulation results, providing qualitative information about the first swing stability. The group of severely disturbed machines is defined and the stability margins are determined. The machine with the lowest margin determines the stability margin of the system. When the system margin approaches the zero value, the critical clearing time is obtained. These outcomes are compared with that ones determined by trial and error method using a conventional transient stability program. Having done that, a contingency ranking is defined according to the critical clearing time. The ranking minimizes the number of contingencies that have to be studied. This dissertation shows that the criterion to define the group of severely disturbed machines based on the machine accelerations at the instant immediately after the fault clearing time is more efficient than that one based on the machine accelerations at the instant immediately after the fault occurrence.

[pt] A tarefa de Processamento de Linguagem Natural consiste em analisar linguagens naturais de forma computacional, facilitando o desenvolvimento de programas capazes de utilizar dados falados ou escritos. Uma das tarefas mais importantes deste campo é a Análise de Dependência. Tal tarefa consiste em analisar a estrutura gramatical de frases visando extrair aprender dados sobre suas relações de dependência. Em uma sentença, essas relações se apresentam em formato de árvore, onde todas as palavras são interdependentes. Devido ao seu uso em uma grande variedade de aplicações como Tradução Automática e Identificação de Papéis Semânticos, diversas pesquisas com diferentes abordagens são feitas nessa área visando melhorar a acurácia das árvores previstas. Uma das abordagens em questão consiste em encarar o problema como uma tarefa de classificação de tokens e dividi-la em três classificadores diferentes, um para cada sub-tarefa, e depois juntar seus resultados de forma incremental. As sub-tarefas consistem em classificar, para cada par de palavras que possuam relação paidependente, a classe gramatical do pai, a posição relativa entre os dois e a distância relativa entre as palavras. Porém, observando pesquisas anteriores nessa abordagem, notamos que o gargalo está na terceira sub-tarefa, a predição da distância entre os tokens. Redes Neurais Recorrentes são modelos que nos permitem trabalhar utilizando sequências de vetores, tornando viáveis problemas de classificação onde tanto a entrada quanto a saída do problema são sequenciais, fazendo delas uma escolha natural para o problema. Esse trabalho utiliza-se de Redes Neurais Recorrentes, em específico Long Short-Term Memory, para realizar a tarefa de predição da distância entre palavras que possuam relações de dependência como um problema de classificação sequence-to-sequence. Para sua avaliação empírica, este trabalho segue a linha de pesquisas anteriores e utiliza os dados do corpus em português disponibilizado pela Conference on Computational Natural Language Learning 2006 Shared Task. O modelo resultante alcança 95.27 por cento de precisão, resultado que é melhor do que o obtido por pesquisas feitas anteriormente para o modelo incremental. / [en] The Natural Language Processing task consists of analyzing the grammatical structure of a sentence written in natural language aiming to learn, identify and extract information related to its dependency structure. This data can be structured like a tree, since every word in a sentence has a head-dependent relation to another word from the same sentence. Since Dependency Parsing is used in many applications like Machine Translation, Semantic Role Labeling and Part-Of-Speech Tagging, researchers aiming to improve the accuracy on their models are approaching this task in many different ways. One of the approaches consists in looking at this task as a token classification problem, using different classifiers for each sub-task and joining them in an incremental way. These sub-tasks consist in classifying, for each head-dependent pair, the Part-Of-Speech tag of the head, the relative position between the two words and the distance between them. However, previous researches using this approach show that the bottleneck lies in the distance classifier. Recurrent Neural Networks are a kind of Neural Network that allows us to work using sequences of vectors, allowing for classification problems where both our input and output are sequences, making them a great choice for the problem at hand. This work studies the use of Recurrent Neural Networks, in specific Long Short-Term Memory networks, for the head-dependent distance classifier sub-task as a sequence-to-sequence classification problem. To evaluate its efficiency, this work follows the line of previous researches and makes use of the Portuguese corpus of the Conference on Computational Natural Language Learning 2006 Shared Task. The resulting model attains 95.27 percent precision, which is better than the previous results obtained using incremental models.

[pt] Os conceitos do mundo real muitas vezes não são estáveis: eles mudam com o tempo. Assim como os conceitos, a distribuição de dados também pode se alterar. Este problema de mudança de conceitos ou distribuição de dados é conhecido como concept drift e é um desafio para um modelo na tarefa de aprender a partir de dados. Este trabalho apresenta um novo modelo neuroevolutivo com inspiração quântica, baseado em um comitê de redes neurais do tipo Multi-Layer Perceptron (MLP), para a aprendizagem em ambientes não estacionários, denominado NEVE (Neuro-EVolutionary Ensemble). Também apresenta um novo mecanismo de detecção de concept drift, denominado DetectA (Detect Abrupt) com a capacidade de detectar mudanças tanto de forma proativa quanto de forma reativa. O algoritmo evolutivo com inspiração quântica binário-real AEIQ-BR é utilizado no NEVE para gerar automaticamente novos classificadores para o comitê, determinando a topologia mais adequada para a nova rede, selecionando as variáveis de entrada mais apropriadas e determinando todos os pesos da rede neural MLP. O algoritmo AEIQ-R determina os pesos de votação de cada rede neural membro do comitê, sendo possível utilizar votação por combinação linear, votação majoritária ponderada e simples. São implementadas quatro diferentes abordagens do NEVE, que se diferem uma da outra pela forma de detectar e tratar os drifts ocorridos. O trabalho também apresenta resultados de experimentos realizados com o método DetectA e com o modelo NEVE em bases de dados reais e artificiais. Os resultados mostram que o detector se mostrou robusto e eficiente para bases de dados de alta dimensionalidade, blocos de tamanho intermediário, bases de dados com qualquer proporção de drift e com qualquer balanceamento de classes e que, em geral, os melhores resultados obtidos foram usando algum tipo de detecção. Comparando a acurácia do NEVE com outros modelos consolidados da literatura, verifica-se que o NEVE teve acurácia superior na maioria dos casos. Isto reforça que a abordagem por comitê neuroevolutivo é uma escolha robusta para situações em que as bases de dados estão sujeitas a mudanças repentinas de comportamento. / [en] Real world concepts are often not stable: they change with time. Just as the concepts, data distribution may change as well. This problem of change in concepts or distribution of data is known as concept drift and is a challenge for a model in the task of learning from data. This work presents a new neuroevolutive model with quantum inspiration called NEVE (Neuro- EVolutionary Ensemble), based on an ensemble of Multi-Layer Perceptron (MLP) neural networks for learning in non-stationary environments. It also presents a new concept drift detection mechanism, called DetectA (DETECT Abrupt) with the ability to detect changes both proactively as reactively. The evolutionary algorithm with binary-real quantum inspiration AEIQ-BR is used in NEVE to automatically generate new classifiers for the ensemble, determining the most appropriate topology for the new network and by selecting the most appropriate input variables and determining all the weights of the neural network. The AEIQ-R algorithm determines the voting weight of each neural network ensemble member, and you can use voting by linear combination and voting by weighted or simple majority. Four different approaches of NEVE are implemented and they differ from one another by the way of detecting and treating occurring drifts. The work also presents results of experiments conducted with the DetectA method and with the NEVE model in real and artificial databases. The results show that the detector has proved efficient and suitable for data bases with high-dimensionality, intermediate sized blocks, any proportion of drifts and with any class balancing. Comparing the accuracy of NEVE with other consolidated models in the literature, it appears that NEVE had higher accuracy in most cases. This reinforces that the neuroevolution ensemble approach is a robust choice to situations in which the databases are subject to sudden changes in behavior.

[pt] Informações precisas sobre a distribuição da população são reconhecidamente importantes. A fonte de informação mais completa sobre a população é o censo, cujos os dados são disponibilizados de forma agregada em setores censitários. Esses setores são unidades operacionais de tamanho e formas irregulares, que dificulta a análise espacial dos dados associados. Assim, a mudança de setores censitários para um conjunto de células regulares com estimativas adequadas facilitaria a análise. Uma metodologia a ser utilizada para essa mudança poderia ser baseada na classificação de imagens de sensoriamento remoto para a identificação de domicílios, que é a base das pesquisas envolvendo a população. A detecção de áreas edificadas é uma tarefa complexa devido a grande variabilidade de características de construção e de imagens. Os métodos usuais são complexos e muito dependentes de especialistas. Os processos automáticos dependem de grandes bases de imagens para treinamento e são sensíveis à variação de qualidade de imagens e características das construções e de ambiente. Nesta tese propomos a utilização de um método automatizado para detecção de edificações em imagens Google Earth que mostrou bons resultados utilizando um conjunto de imagens relativamente pequeno e com grande variabilidade, superando as limitações dos processos existentes. Este resultado foi obtido com uma aplicação prática. Foi construído um conjunto de imagens com anotação de áreas construídas para 12 regiões do Brasil. Estas imagens, além de diferentes na qualidade, apresentam grande variabilidade nas características das edificações e no ambiente geográfico. Uma prova de conceito será feita na utilização da classificação de área construída nos métodos dasimétrico para a estimação de população em gride. Ela mostrou um resultado promissor quando comparado com o método usual, possibilitando a melhoria da qualidade das estimativas. / [en] The importance of precise information about the population distribution is widely acknowledged. The census is considered the most reliable and complete source of this information, and its data are delivered in an aggregated form in sectors. These sectors are operational units with irregular shapes, which hinder the spatial analysis of the data. Thus, the transformation of sectors onto a regular grid would facilitate such analysis. A methodology to achieve this transformation could be based on remote sensing image classification to identify building where the population lives. The building detection is considered a complex task since there is a great variability of building characteristics and on the images quality themselves. The majority of methods are complex and very specialist dependent. The automatic methods require a large annotated dataset for training and they are sensitive to the image quality, to the building characteristics, and to the environment. In this thesis, we propose an automatic method for building detection based on a deep learning architecture that uses a relative small dataset with a large variability. The proposed method shows good results when compared to the state of the art. An annotated dataset has been built that covers 12 cities distributed in different regions of Brazil. Such images not only have different qualities, but also shows a large variability on the building characteristics and geographic environments. A very important application of this method is the use of the building area classification in the dasimetric methods for the population estimation into grid. The concept proof in this application showed a promising result when compared to the usual method allowing the improvement of the quality of the estimates.

[pt] Predição de porosidade em reservatórios de óleo e gás representa em uma tarefa crucial e desafiadora na indústria de petróleo. Neste trabalho é proposto um novo modelo não-linear para predição de porosidade que trata fácies sedimentares como variáveis ocultas ou latentes. Esse modelo, denominado Transductive Conditional Random Field Regression (TCRFR), combina com sucesso os conceitos de Markov random fields, ridge regression e aprendizado transdutivo. O modelo utiliza volumes de impedância sísmica como informação de entrada condicionada aos valores de porosidade disponíveis nos poços existentes no reservatório e realiza de forma simultânea e automática a classificação das fácies e a estimativa de porosidade em todo o volume. O método é capaz de inferir as fácies latentes através da combinação de amostras precisas de porosidade local presentes nos poços com dados de impedância sísmica ruidosos, porém disponíveis em todo o volume do reservatório. A informação precisa de porosidade é propagada no volume através de modelos probabilísticos baseados em grafos, utilizando conditional random fields. Adicionalmente, duas novas técnicas são introduzidas como etapas de pré-processamento para aplicação do método TCRFR nos casos extremos em que somente um número bastante reduzido de amostras rotuladas de porosidade encontra-se disponível em um pequeno conjunto de poços exploratórios, uma situação típica para geólogos durante a fase exploratória de uma nova área. São realizados experimentos utilizando dados de um reservatório sintético e de um reservatório real. Os resultados comprovam que o método apresenta um desempenho consideravelmente superior a outros métodos automáticos de predição em relação aos dados sintéticos e, em relação aos dados reais, um desempenho comparável ao gerado por técnicas tradicionais de geo estatística que demandam grande esforço manual por parte de especialistas. / [en] Estimating porosity in oil and gas reservoirs is a crucial and challenging task in the oil industry. A novel nonlinear model for porosity estimation is proposed, which handles sedimentary facies as latent variables. It successfully combines the concepts of conditional random fields (CRFs), transductive learning and ridge regression. The proposed Transductive Conditional Random Field Regression (TCRFR) uses seismic impedance volumes as input information, conditioned on the porosity values from the available wells in the reservoir, and simultaneously and automatically provides as output the porosity estimation and facies classification in the whole volume. The method is able to infer the latent facies states by combining the local, labeled and accurate porosity information available at well locations with the plentiful but imprecise impedance information available everywhere in the reservoir volume. That accurate information is propagated in the reservoir based on conditional random field probabilistic graphical models, greatly reducing uncertainty. In addition, two new techniques are introduced as preprocessing steps for the application of TCRFR in the extreme but realistic cases where just a scarce amount of porosity labeled samples are available in a few exploratory wells, a typical situation for geologists during the evaluation of a reservoir in the exploration phase. Both synthetic and real-world data experiments are presented to prove the usefulness of the proposed methodology, which show that it outperforms previous automatic estimation methods on synthetic data and provides a comparable result to the traditional manual labored geostatistics approach on real-world data.

[pt] Nesta tese é proposto um novo método de agrupamento de dados sísmicos para a visualização em mapas sísmicos. Os dados sísmicos (sinal + ruído) têm distribuições assimétricas. A classificação dos dados sísmicos é, atualmente, realizada através de métodos que induzem as referências dos grupos propostos às suas médias. No entanto, a média é sensível aos ruídos e aos outliers e as classificações com este estimador estão sujeitas a distorções nos resultados. Embora outros trabalhos sugiram o uso da mediana nos casos em que as distribuições são assimétricas - devido ao fato deste estimador ser robusto aos ruídos e aos outliers - em nenhum foi encontrado um método que induza as referências dos grupos propostos às medianas no tratamento dos dados sísmicos. O método proposto incluí um algoritmo que induz as referências dos grupos propostos às suas medianas. O tratamento iterativo dos dados sísmicos através da aplicação de uma função não linear adequada ao gradiente descendente gera resultados cujos erros médios quadráticos são inferiores aos dos resultados dos métodos que induzem à média. Um parâmetro existente no algoritmo, a constante de não linearidade, determina a maneira como os dados são induzidos, a partir da média, na direção da mediana. A convergência aos resultados requer poucas iterações no método proposto. O método proposto é uma ferramenta para o dimensionamento de reservatórios de petróleo e serve para a determinação de diferenças entre as propriedades de estruturas geológicas similares. / [en] This thesis suggests the use of a new method of seismic data clustering that can aid in the visualization of seismic maps. Seismic data are primarily made of signal and noise and, due to its dual composition, have asymmetric distributions. Seismic data are traditionally classified by methods that lead the proposed groups` references to their mean values. The mean value is, however, sensitive to noise and outliers and the classification methods that make use of this estimator are, consequently, subjected to generating distorted results. Although other works have suggested the use of the median in cases where the distributions are asymmetric - due to the fact that the estimator is robust with respect to noise and outliers - none have proposed a method that would lead the groups` references to the median while treating seismic data. The method proposed in this work includes, therefore, an algorithm that leads the groups` references to their medians. The iterative treatment of seismic data through the use of a non-linear function that is adequate for the gradient descent generates results with meansquare errors inferior to those of results generated by the use of the mean value. The algorithm`s non- linearity constant determines how the seismic data are led from the mean value towards the median. The proposed method requires little iteration for the results to converge. The proposed method can, therefore, be used as a tool in the sizing of petroleum reservoirs and can also be used to determine the differences between similar geological structures.