Made available in DSpace on 2014-06-11T19:28:26Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2011-08-29Bitstream added on 2014-06-13T18:34:35Z : No. of bitstreams: 1 goncalves_f_me_prud.pdf: 2858098 bytes, checksum: 5cde18f5b8fe53b3c6a4e77315dc686c (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / O objetivo do trabalho foi avaliar como o uso e cobertura da terra pode interferir nas variáveis químicas e físicas da água do rio Santo Anastácio – Oeste Paulista, a partir da utilização integrada de Sistema de Informação Geográfica, Geoprocessamento, Sensoriamento Remoto e Análises Físico/Química da água. Para o estudo da cobertura da terra, o procedimento metodológico foi baseado em processamento digital de imagens orbitais, realizado em um ambiente de sistemas para aquisição, armazenamento, manipulação, análise e apresentação de dados georreferenciados, ou seja, em um SIG. Nesse foram realizadas as seguintes etapas: preparação da melhor composição e aprimoramento de cor, registro, segmentação, classificação supervisionada, elaboração, validação e quantificação de mapas temáticos. As variáveis físicas e químicas da água foram obtidas diretamente no campo, foram analisados: pH, condutividade, oxigênio dissolvido, temperatura, turbidez e sólidos em suspensão. Vale ressaltar que a pesquisa visou à caracterização limnológica do rio e não o levantamento de índices de qualidade da água. A metodologia adotada mostrou-se eficiente, visto que a pesquisa indicou a interferência de determinados usos e coberturas da terra, em especial a pastagem e cana-de-açúcar, causando alterações em algumas variáveis químicas e físicas da água no rio Santo Anastácio / The objective of this study was to evaluate how the use and land cover can interfere in the chemical and physical variables of the Santo Anastácio river - West Paulista, from the integrated use of geographic information system, GIS, remote sensing analysis and physical / chemical of water. For the study of land cover, the methodological procedure was based on digital processing of satellite images, held in a systems environment for the acquisition, storage, manipulation, analysis and presentation of georeferenced data, ie, in a GIS. That were performed the following steps: preparing the best composition and color enhancement, registration, segmentation, supervised classification, development, validation and quantification of thematic maps. The physical and chemical variables of water were obtained directly at the field, were analyzed: pH, conductivity, dissolved oxygen, temperature, turbidity and suspended solids. It is noteworthy that the research aimed to characterize the limnological river and not raising rates water quality. The methodology proved to be efficient, since the survey indicated the interference of certain uses and land cover, especially grass and cane sugar, caused changes in some chemical and physical variables in Santo Anastácio River’s water

Made available in DSpace on 2015-05-08T14:53:37Z (GMT). No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 1867949 bytes, checksum: e215bd83c33614620ee1baf3db08ebb4 (MD5) Previous issue date: 2012-04-03 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / Segmentation is the phase of the image processing where the input image is divided into constituent parts or objects. In general, the automatic segmentation is one of the most difficult tasks in digital image processing. In this work we used the topological sensitivity analysis as segmentation technique. The idea of segmentation of images via topological sensitivity analysis is to consider the class switching as an infinitesimal non-smooth perturbation of a pixel and calculate the sensitivity to this perturbation by a functional form associated with this disorder. In fact, the algorithms in the literature using the above approach are based on the Mumford-Shah functional whose minimum value is associated with the segmented image. The topological derivative is a scalar field that provides a first order approximation of the functional disorder associated with each pixel for each class of segmentation. Thus, in pixels where the topological derivative takes its most negative values ??will decrease the cost function and the corresponding change will result in better targeting than the previous. This work aims to present a comparative analysis of four segmentation algorithms based on topological derivative, three of them taken from the literature: Top-Shape 1, Shape 2 and Top-Sdt-Discrete, and the last top-Shape3, a new algorithm. The construction of the last algorithm is motivated by the analysis of the previous algorithms and limiting characteristics found, and derived results with higher quality and performance / A segmenta¸c ao ´e a fase do processamento de imagens onde a imagem de entrada ´e dividida em partes ou objetos constituintes. Em geral, a segmenta¸c ao autom´atica ´e uma das tarefas mais dif´ıceis no processamento de imagem digital . Neste trabalho ´e empregada a an´alise de sensibilidade topol´ogica como t´ecnica de segmenta¸c ao. A ideia da segmenta¸c ao de imagens via an´alise de sensibilidade topol´ogica ´e considerar a mudan¸ca de classe de um pixel como perturba¸c ao infinitesimal n ao suave e, calcular a sensibilidade a esta perturba¸c ao atrav´es de um funcional de forma associado a esta perturba¸c ao. De fato, os algoritmos encontrados na literatura que utilizam a abordagem acima s ao baseados no funcional de Mumford-Shah cujo valor m´ınimo est´a associado `a imagem segmentada. A derivada topol´ogica ´e um campo escalar que fornece uma aproxima¸c ao de primeira ordem do funcional associado a perturba¸c ao de cada pixel para cada uma das classes da segmenta¸c ao. Assim, nos pixels onde a derivada topol´ogica assume seus valores mais negativos a fun¸c ao custo ir´a diminuir e a mudan¸ca correspondente ir´a resultar numa segmenta¸c ao melhor do que a anterior. Este trabalho tem como objetivo apresentar uma an´alise comparativa entre quatro algoritmos de segmenta¸c ao baseados em derivada topol´ogica, sendo tr es deles extra´ıdos da literatura: Topo-Shape 1, Topo-Shape 2 e Sdt-Discrete , e o ´ultimo Topo-Shape3, novo algoritmo proposto. A constru¸c ao deste algoritmo ´e motivada pela an´alise dos algoritmos anteriores e caracter´ısticas limitantes encontradas, o que derivou resultados com maior qualidade e desempenho

Made available in DSpace on 2015-05-14T12:36:34Z (GMT). No. of bitstreams: 1 arquivototal2.pdf: 4503412 bytes, checksum: e8c898ba24436013a2e89d08737039bb (MD5) Previous issue date: 2012-08-31 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / The digital image processing field is continually evolving and, although the diverse application areas, the commonly problems found converge to methods capable to improve visual information for analysis and interpretation. A major limitation issue on image precision is noise, which is defined as a perturbation in the image. The Non-Local Means (NLM) method stands out as the state-of-the-art of digital image denoising filtering. However, its computational complexity is an obstacle to make it practical on general purpose computing applications. This work presents a computer system implementation, developed with parts implemented in software and hardware applied to PCI, to optimize the NLM algorithm using hardware acceleration techniques, allowing a greater efficiency than is normally provided by general use processors. The use of reconfigurable computing helped in developing the hardware system, providing the modification of the described circuit in its use environment, accelerating the project implementation. Using an FPGA prototyping kit for PCI, dedicated to perform the dedicated calculation of the Squared Weighted Euclidean Distance, the results obtained show a gain of up to 3.5 times greater than the compared optimization approaches, also maintaining the visual quality of the denoising filtering. / A área de processamento de imagens digitais está evoluindo continuamente e, embora as áreas de aplicações sejam diversas, os problemas encontrados comumente convergem para os métodos capazes de melhorar a informação visual para a análise e interpretação. Uma das principais limitações em questão de precisão de imagens é o ruído, que é definido como uma perturbação na imagem. O método Non-Local Means (NLM) destaca-se como o estado da arte de filtragem de ruído. Contudo, sua complexidade computacional é um empecilho para torná-lo prático em aplicações computacionais de uso geral. O presente trabalho apresenta a implementação de um sistema computacional, desenvolvido com partes executadas em software e em hardware aplicado à PCI, visando a otimização do algoritmo NLM através de técnicas de aceleração em hardware, permitindo uma eficiência maior do que normalmente é fornecida por processadores de uso geral. O uso da computação reconfigurável auxiliou no desenvolvimento do sistema em hardware, proporcionando a modificação do circuito descrito no ambiente de sua utilização, acelerando a implementação do projeto. Utilizando um kit PCI de prototipação FPGA, para efetuar o cálculo dedicado da Distância Euclidiana Quadrática Ponderada, os resultados obtidos nos testes exibem um ganho de tempo até 3.5 vezes maior que as abordagens de otimização comparadas, mantendo também a qualidade visual da filtragem estabilizada.

Made available in DSpace on 2015-05-14T12:36:57Z (GMT). No. of bitstreams: 1 parte1.pdf: 2544032 bytes, checksum: 308f2d618965be3ff9596eb650c5db50 (MD5) Previous issue date: 2010-10-30 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / In order to assure a quality control in mammography, according to the rules of the Brazilian Ministry of Health, the use of a mamma s radiographic simulator, called phantom is used to test the mammography device in a consistent daily, monthly and annual basis. In this context, this paper aims to research and develop a computerized system for mammographers quality control using digital image processing and analysis techniques over the phantom images. Initially an analysis was made of the structures that make up the image of the phantom and observing its features is an elaborated study of what are the possible techniques that best fit its processing. From this study, we have a better understanding about the techniques used and what are the difficulties of its applications in image phantom. The results are presented and based on them, there is a discussion about the used techniques. Finally, we describe the advantages of using a computerized system to perform mammographers quality control. / O emprego de um simulador radiográfico de mama, denominado phantom, permite aplicar os testes de aceitação do mamógrafo e realizar os testes de constância diários, mensais e anuais do programa de controle de qualidade em mamografia, de acordo com as normas do Ministério da Saúde. Neste contexto, o presente trabalho tem como objetivo pesquisar e desenvolver um sistema computadorizado de controle de qualidade em mamografias, através do processamento e análise de imagens digitais de phantoms. Inicialmente é realizada uma análise das estruturas que compõem a imagem do phantom e observando-se suas características é elaborado um estudo sobre quais são as possíveis técnicas que melhor se adéquam ao seu processamento. A partir desse estudo, tem-se um entendimento melhor sobre as técnicas utilizadas e quais as dificuldades de suas aplicações na imagem de phantom. Os resultados são apresentados e com base neles, há uma discussão a respeito das técnicas abordadas. Por fim, são descritas as vantagens da utilização de um sistema computadorizado para efetuar o controle de qualidade em mamografias.

Submitted by Lucienne Costa (lucienneferreira@ufcg.edu.br) on 2018-04-17T14:10:59Z No. of bitstreams: 1 KAL-EL BASÍLIO BRITO – DISSERTAÇÃO (PPGEE) 2017.pdf: 3481089 bytes, checksum: 8584b99da594f1f67c9b3daa41e27564 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-04-17T14:10:59Z (GMT). No. of bitstreams: 1 KAL-EL BASÍLIO BRITO – DISSERTAÇÃO (PPGEE) 2017.pdf: 3481089 bytes, checksum: 8584b99da594f1f67c9b3daa41e27564 (MD5) Previous issue date: 2017-03-17 / Capes / Em inspeção, com câmara sensível à radiação ultravioleta, são fornecidas apenas informações acerca do local onde estão concentradas as descargas corona e uma estimativa de intensidade dessas decargas em equipamento de alta tensão. Nesse intuito, uma metodologia de extração de atributos das fáculas de imagens ultravioletas de isoladores poliméricos de 230 kV foi desenvolvida. Para isso, foram usados vídeos captados pela câmera de detecção ultravioleta como material. Essas informações, quando adequadamente dispostas, podem servir de entrada a um sistema de auxílio à tomada de decisão que poderá classificar, finalmente, os isoladores em padrões predefinidos. Na metodologia do trabalho, desenvolveram-se várias rotinas de processamento digital de imagens para, inicialmente, adequar as imagens e, posteriormente, quantificar os atributos de interesse extraídos. As rotinas de adequação de imagens buscam segmentar o shape do isolador do plano de fundo, segmentar em uma imagem as fáculas, que representam descargas causadas pelo efeito corona, integralizar as fáculas de vários quadros em apenas uma imagem, eliminar o que vier a ser considerado ruído e segmentar o shape do isolador em partes de interesse. As rotinas de quantificação de atributos são destinadas a calcular a área, o perímetro, o fator de forma e a persistência das fáculas, além de sua distância às partes de interesse do isolador polimérico de 230 kV. Como resultado do desenvolvimento das rotinas, é apresentado um algoritmo para extração de atributos de fáculas. Finalmente, é feita uma análise de sensibilidade dos parâmetros usados no algoritmo no intuito de delimitar suas condições de uso. Dois estudos da aplicação do algoritmo foram realizados, em que, para cada um deles foram processados 64 combinações de número de quadros e de limite de ruído. Foram apresentadas as superfícies dos atributos de área, perímetro, fator de forma e persistência das fáculas em função dos dois parâmetros citados. A fim de determinar qual par ordenado (número de quadros, limite de ruído) seria adequado, adotou-se como métrica buscar o menor valor de gradiente das superfícies dos atributos. Concluiu-se que a metodologia de extração de atributos de fáculas de imagens ultravioletas de isoladores, para aprimoramento da classificação de isoladores foi desenvolvida com sucesso e a contribuição do trabalho se apresenta na metodologia para extração de atributos e na determinação do número de quadros e limite de ruído adequados para vídeos ultravioletas. / On inspection with ultraviolet sensitive camera, it is only supplied information on where the corona discharges are concentrated and an estimative of intensity of these discharges in high voltage equipment. For this purpose, it was developed a methodology of faculae attribute extraction of ultraviolet images from 230 kV polymeric insulators. In order to do this, videos captured by the ultraviolet detection camera were used as work material. The methodology of the work consists of the development of several digital image processing routines, initially, to adapt images and, later, to quantify the attributes of interest extracted. The image adaptation routines seek to segment the shape of the insulator from the background, to segment in an image the faculae that represent discharges caused by corona effect, to integrate faculae from multiple frames in only one image, to eliminate what is to be considered noise and to segment the shape of the insulator into parts of interest. The attribute quantification routines are destined for faculae area, perimeter, form factor and persistence, in addition to their distances of the 230 kV polymeric insulator parts of interest. As a result of the development of these routines an algorithm for attribute extraction is presented. Finally, a sensitivity analysis of the parameters used in the algorithm is made, with the intention to delimit its use conditions. Two case studies of the application of the algorithm were performed, for each of them 64 combinations of number of frames and noise limit were processed. Presenting the surfaces of area, perimeter, shape factor and persistence of the faculae attributes in function of the two cited parameters. In order to determine which number of frames and noise limit would be suitable, it was adopted as metric to look for the lowest gradient value of the attributes surfaces. In conclusion the methodology for extracting attributes from the UV image faculae of insulators to improve the classification of insulators was successfully developed and the contribution of the work is presented in extracting attributes and determining suitable number of frames and noise limits for UV videos.

Orientador: Paulo César Rocha / Banca: Encarnita Salas Martin / Banca: Patricia Helena Mirandola / Resumo: O objetivo do trabalho foi avaliar como o uso e cobertura da terra pode interferir nas variáveis químicas e físicas da água do rio Santo Anastácio - Oeste Paulista, a partir da utilização integrada de Sistema de Informação Geográfica, Geoprocessamento, Sensoriamento Remoto e Análises Físico/Química da água. Para o estudo da cobertura da terra, o procedimento metodológico foi baseado em processamento digital de imagens orbitais, realizado em um ambiente de sistemas para aquisição, armazenamento, manipulação, análise e apresentação de dados georreferenciados, ou seja, em um SIG. Nesse foram realizadas as seguintes etapas: preparação da melhor composição e aprimoramento de cor, registro, segmentação, classificação supervisionada, elaboração, validação e quantificação de mapas temáticos. As variáveis físicas e químicas da água foram obtidas diretamente no campo, foram analisados: pH, condutividade, oxigênio dissolvido, temperatura, turbidez e sólidos em suspensão. Vale ressaltar que a pesquisa visou à caracterização limnológica do rio e não o levantamento de índices de qualidade da água. A metodologia adotada mostrou-se eficiente, visto que a pesquisa indicou a interferência de determinados usos e coberturas da terra, em especial a pastagem e cana-de-açúcar, causando alterações em algumas variáveis químicas e físicas da água no rio Santo Anastácio / Abstract: The objective of this study was to evaluate how the use and land cover can interfere in the chemical and physical variables of the Santo Anastácio river - West Paulista, from the integrated use of geographic information system, GIS, remote sensing analysis and physical / chemical of water. For the study of land cover, the methodological procedure was based on digital processing of satellite images, held in a systems environment for the acquisition, storage, manipulation, analysis and presentation of georeferenced data, ie, in a GIS. That were performed the following steps: preparing the best composition and color enhancement, registration, segmentation, supervised classification, development, validation and quantification of thematic maps. The physical and chemical variables of water were obtained directly at the field, were analyzed: pH, conductivity, dissolved oxygen, temperature, turbidity and suspended solids. It is noteworthy that the research aimed to characterize the limnological river and not raising rates water quality. The methodology proved to be efficient, since the survey indicated the interference of certain uses and land cover, especially grass and cane sugar, caused changes in some chemical and physical variables in Santo Anastácio River's water / Mestre

Pour l’analyse de la dynamique territoriale il est fondamental une grande quantité de données et leur intégration avec des données spatiales et statistiques facilite ce processus. La thèse se propose d’analyser la dynamique de la superficie agricole des municipalités du Territoire de la Citoyenneté Região Central-RS (TCRCRS) qui fait partie d’une politique publique spatiale de territoires citoyens. Cette dynamique sera analysée à partir d’une technique de détection de changement connue par Rotation Contrôlée par Axe de Non Changement - RCEN. Ainsi, la thèse a comme objectif évaluer les altérations subies par la superficie agricole au long de la période 1985 / 2010 dans les municipalités du TCRCRS en utilisant l’algorithme RCEN. Les étapes méthodologiques suivantes ont été implémentées: utilisation d’images différentes pour l’obtention de pixeis échantillons de non changement; analyse qualitative de l’organisation de la superficie agricole pour les municipalités de Cacequi, Santiago et Tupanciretã, sélectionnés en raison de leur localisation parmi des différentes sous-unités de paysage dans l’État; définition des seuils pour la délimitation des classes thématiques de l’organisation spatiale de la superficie agricole et évaluation de la fiabilité des résultats de la technique RCEN, utilisée pour déterminer la précision de la classification supervisée des images TM Landsat 5 par une matrice de concaténation. La matrice est basée sur l’algèbre de cartes de façon à obtenir une image numérique finale qui exprime toutes les possibilités de l’espace échantillon. Les résultats ont montré que, avec 1% de signification, la technique RCEN peut être utilisée pour détecter la dynamique dans la superficie agricole en utilisant les seuils de vigueur végétatif de l’IDETEC comparés aux résultats des répertoires Normalized Difference Vegetation Index (NDVI), qui a été obtenu tout en considérant le total de pluies antérieures au passage du senseur, variable qui interfère sur les valeurs moyennes de NDVI. Des images de détections de changements (IDETEC) ont été engendrées pour analyser les cultures agricoles d’hiver et d’été, s’obtenant 99% de confiance en les images choisies pour la distribution spatiale des classes définies par l’adoption des seuils de ( - 0,5σ ; – 1,5σ ; + 0,5σ ; + 1,5σ), en prenant comme point central de la classe de non changement. Les images de détection de changements ont permis d’estimer et de comparer les classes de l’IDETEC avec les estimations du total d’aire plantée de cultures temporaires et des cultures agricoles de riz, avoine, maïs, soja et blé. Les aires obtenues par l’IDETEC à Tupanciretã ont surestimé l’aire agricole présentée par l’IBGE dans les images d’été avec des variations en pourcentages entre 1,11% dans l’IDETEC 1994/2009 et 8,13% dans l’IDETEC 2004/2010 ; pour les images d’hiver l’altération a été de 9,46% dans l’IDETEC 1989/2007 et de 3,44% dans l’IDETEC 1996/2005. À la municipalité de Cacequi, les variations en pourcentages de cultures temporaires ont été surestimées dans les images d’été en 7,71% dans l’IDETEC 1986/2006 et 20,47% dans l’IDETEC 1993/2005 et sous-estimées dans les images d’hiver en 9,42% dans l’IDETEC 1985/2003 et en 18,11% dans l’IDETEC 1996/2007. À Santiago elles ont été sous-estimées pour la période d’été en 24,76% dans l’IDETEC 1984/2009, pour la période d’hiver en 10,52% dans l’IDETEC 1996/2005 et surestimées en 8,23% dans l’IDETEC 2004/2010 et en 26,12% pour l’image d’hiver IDETEC 1989/2007. La technique RCEN a prouvé être capable d’évaluer des altérations dans la superficie agricole de cultures annuelles pour les municipalités de Cacequi, Santiago et Tupanciretã. / Para análise da dinâmica territorial, é fundamental uma grande quantidade de dados e a integração com dados espaciais e estatísticos, facilita esse processo. A tese propõe analisar, a dinâmica da superfície agrícola de municípios do Território da Cidadania Região Central-RS (TCRCRS), território este que, faz parte de uma política pública de territórios da cidadania. Essa dinâmica, será analisada a partir de uma técnica de detecção de mudança, conhecida por Rotação Controlada por Eixo de Não Mudança - RCEN. Assim, a tese objetiva avaliar as alterações na superfície agrícola, no período de 1985 a 2010, em municípios do TCRCRS, utilizando o algoritmo RCEN. As seguintes etapas metodológicas, foram implementadas: utilização de imagens diferentes, para obtenção de pixeis amostrais de não mudança; análise qualitativamente da organização da superfície agrícola, para os municípios de Cacequi, Santiago e Tupanciretã, selecionados por sua localização em diferentes subunidades de paisagem no Estado; definição dos limiares, para delimitação das classes temáticas da organização espacial da superfície agrícola e, avaliação da confiabilidade dos resultados da técnica RCEN, utilizada pra determinar, a precisão da classificação supervisionada das imagens TM Landsat 5, através de uma matriz de concatenação. A matriz, é baseada em álgebra de mapas de tal maneira, a obter uma imagem numérica final que, expresse todas as possibilidades do espaço amostral. Os resultados, mostraram que, com 1% de significância, a técnica RCEN pode ser utilizada, para detectar a dinâmica na superfície agrícola, utilizando limiares de vigor vegetativo da IDETEC, comparados aos resultados dos índices Normalized Difference Vegetation Index (NDVI), que foi obtido considerando, o total de chuvas antecedentes a passagem do sensor, que é uma variável que interfere, nos valores médios de NDVI. Foram geradas imagens de detecção de mudanças (IDETEC), para analisar culturas agrícolas de inverno e de verão, obtendo-se 99% de confiança nas imagens selecionadas, para a distribuição espacial das classes definidas pela adoção dos limiares de ( - 0,5σ; – 1,5σ ; + 0,5σ; + 1,5σ), utilizando a como ponto central da classe de não mudança. As imagens de detecção de mudanças, permitiram estimar e comparar as classes da IDETEC, com as estimativas do total de área plantada, de lavouras temporárias, das culturas agrícolas de arroz, aveia, milho, soja e trigo As áreas obtidas pela IDETEC em Tupanciretã, superestimaram a área agrícola, apresentada pelo IBGE, nas imagens de verão com variações percentuais entre 1,11% na IDETEC 1994/2009 e 8,13% na IDETEC 2004/2010, para as imagens de inverno, a alteração foi de 9,46% na IDETEC 1989/2007 e de 3,44% na IDETEC 1996/2005. No município de Cacequi, as variações percentuais de lavouras temporárias foram superestimadas nas imagens de verão em 7,71% na IDETEC 1986/2006 e 20,47% na IDETEC 1993/2005 e, subestimadas nas imagens de inverno em 9,42% na IDETEC 1985/2003 e em 18,11% na IDETEC 1996/2007. Em Santiago, foram subestimadas para o período de verão em 24,76% na IDETEC 1984/2009 e, para o período de inverno em 10,52%, na IDETEC 1996/2005 e superestimadas em 8,23% na IDETEC 2004/2010 e, em 26,12% para a imagem de inverno IDETEC 1989/2007. A técnica RCEN, demonstrou ser capaz de estimar alterações na superfície agrícola, de culturas anuais para os municípios de Cacequi, Santiago e Tupanciretã. / For the analysis of territorial dynamics, a great amount of data is fundamental, and the integration of spatial and statistical data facilitates this process. This thesis proposes to analyze the dynamic of the agricultural surface in the Citizenship Country in the Central Area of Rio Grande do Sul (CCCARS), a country that is part of a public policy of citizenship countries. This dynamics will be analyzed by a change detection technique, known as Rotation Controlled of Non-change Axis (RCNA).Thus, this thesis aims to evaluate the alterations in the agricultural surface, in the period from 1985 to 2010, in CCCARS cities, using the RCNA algorithm. The following methodological steps were implemented: the use of different images in order to obtain non-change sampling pixeis; qualitative analysis of the organization of the agricultural surface in the cities of Cacequi, Santiago and Tupanciretã, which were selected due to their location in different subunits of landscapes in the State; determination of thresholds for the delimitation of thematic clusters in the spatial organization of the agricultural surface; and the evaluation of the reliability of the results of RCNA technique, which was used to determine the accuracy of the supervised classification of Landsat TM 5 images through a concatenating matrix. The matrix is based on the map algebra in such manner that expresses all the possibilities of the sampling space. The results showed that with 1% of significance, the RCNA technique can be used to detect the dynamics of the agricultural surface using threshold of the vigor of the vegetative growth compared with the results of Normalized Difference Vegetation Index (NDVI), which were obtained considering the total amount of rain previous to the sensor scanning, which is a variable that interferes in the medium values of NDVI. It was created images of changes detection (IDETEC) in order to analyze summer and winter agricultural crops, obtaining 99% of reliability on the selected images, for the special distribution of the defined clusters by the adoption of the threshold values of de ( - 0,5σ; – 1,5σ ; + 0,5σ; + 1,5σ), using the as a central point of nonchange cluster. The change detection images enabled to estimate and compare IDETEC clusters with the estimate of the total planted area of temporary farm, agricultural crop of rice, oat, corn, soybean and wheat. The areas obtained by IDETEC in Tupanciretã overestimated the agricultural area presented by IBGE, with summer images with percentage variance among 1,11% on IDETEC 1994/2009 and 8,13% on IDETEC 2004/2010, for the winter images, the alteration was of 9,46% on IDETEC 1989/2007 and of 3,44% on IDETEC 1996/2007. In the city of Cacequi, the percentage variance of the temporary farms were overestimated on the summer images in 7,71% on IDETEC 1986/2006 and 20,47% on IDETEC 1993/2005 and , and overestimated on the winter images in 9,42% on IDETEC 1985/2003 and in 18,11% on IDETEC 1996/2007. In Santiago, they were underestimated for the summer period in 24,76% on IDETEC 1984/2009 and , for the winter period in 10,52%, on IDETEC 1996/2005 e and overestimated in 8,23% on IDETEC 2004/2010 and, in 26,12% for the winter image IDETEC 1989/2007. The RCNA technique showed itself to be capable of estimating the agricultural surface alteration in annual crops in the cities of Cacequi, Santiago e Tupanciretã.

A detecção de mudanças na superfície terrestre é o principal objetivo em aplicações de sensoriamento remoto multitemporal. Sabe-se que imagens adquiridas em datas distintas tendem a ser altamente influenciadas por problemas radiométricos e de registro. Utilizando imagens de fração, obtidas a partir do modelo linear de mistura espectral (MLME), problemas radiométricos podem ser minimizados e a interpretação dos tipos de mudança na superfície terrestre é facilitada, pois as frações têm um significado físico direto. Além disso, interpretações ao nível de subpixel são possíveis. Esta tese propõe três algoritmos – rígido, suave e fuzzy – para a detecção de mudanças entre um par de imagens de fração, gerando mapas de mudança como produtos finais. As propostas requerem a suposição de normalidade multivariada para as diferenças de fração e necessitam de pouca intervenção por parte do analista. A proposta rígida cria mapas de mudança binários seguindo a mesma metodologia de um teste de hipóteses, baseando-se no fato de que os contornos de densidade constante na distribuição normal multivariada são definidos por valores da distribuição qui-quadrado, de acordo com a escolha do nível de confiança. O classificador suave permite gerar estimativas da probabilidade do pixel pertencer à classe de mudança, a partir de um modelo de regressão logística. Essas probabilidades são usadas para criar um mapa de probabilidades de mudança. A abordagem fuzzy é aquela que melhor se adapta ao conceito de pixel mistura, visto que as mudanças no uso e cobertura do solo podem ocorrer em nível de subpixel. Com base nisso, mapas dos graus de pertinência à classe de mudança foram criados. Outras ferramentas matemáticas e estatísticas foram utilizadas, tais como operações morfológicas, curvas ROC e algoritmos de clustering. As três propostas foram testadas utilizando-se imagens sintéticas e reais (Landsat-TM) e avaliadas qualitativa e quantitativamente. Os resultados indicam a viabilidade da utilização de imagens de fração em estudos de detecção de mudanças por meio dos algoritmos propostos. / Land cover change detection is a major goal in multitemporal remote sensing applications. It is well known that images acquired on different dates tend to be highly influenced by radiometric differences and registration problems. Using fraction images, obtained from the linear model of spectral mixing (LMSM), radiometric problems can be minimized and the interpretation of changes in land cover is facilitated because the fractions have a physical meaning. Furthermore, interpretations at the subpixel level are possible. This thesis presents three algorithms – hard, soft and fuzzy – for detecting changes between a pair of fraction images. The algorithms require multivariate normality for the differences among fractions and very little intervention by the analyst. The hard algorithm creates binary change maps following the same methodology of hypothesis testing, based on the fact that the contours of constant density are defined by chi-square values, according to the choice of the probability level. The soft one allows for the generation of estimates of the probability of each pixel belonging to the change class by using a logistic regression model. These probabilities are used to create a map of change probabilities. The fuzzy approach is the one that best fits the concept behind the fraction images because the changes in land cover can occurr at a subpixel level. Based on these algorithms, maps of membership degrees were created. Other mathematical and statistical techniques were also used, such as morphological operations, ROC curves and a clustering algorithm. The algorithms were tested using synthetic and real images (Landsat-TM) and the results were analyzed qualitatively and quantitatively. The results indicate that fraction images can be used in change detection studies by using the proposed algorithms.

CoordenaÃÃo de AperfeiÃoamento de Pessoal de NÃvel Superior / à de conhecimento geral que o desempenho de misturas asfÃlticas com relaÃÃo aos principais defeitos do pavimento (deformaÃÃo permanente, trincamento por fadiga e trincamento tÃrmico) està diretamente ligado Ãs propriedades dos agregados que as constituem. A metodologia tradicional de caracterizaÃÃo de agregados, principalmente em relaÃÃo à forma, à angularidade e à textura, pode se tornar dispendiosa e nÃo fornecer resultados precisos, pois, alÃm de muitas vezes combinar mais de uma propriedade em apenas um ensaio, estes parÃmetros sÃo avaliados a partir de uma mÃdia de valores que pode nÃo representar bem os materiais estudados. Sendo assim, jà existem, na literatura, diversas tÃcnicas de Processamento Digital de Imagens (PDI) que podem ser utilizadas com o intuito de caracterizar agregados de forma mais completa e realista. Uma destas tÃcnicas à por meio do uso do equipamento Aggregate Image Measurement System (AIMS), desenvolvido para analisar forma, angularidade e textura superficial de agregados graÃdos e miÃdos, atravÃs de diferentes mÃtodos. Acredita-se que, diferentes pedreiras podem produzir agregados com propriedades distintas entre si devido aos diversos processos de desmonte, de britagem, de controle de qualidade e de armazenamento dos materiais. O objetivo geral do presente trabalho à avaliar o potencial do uso do PDI na anÃlise das propriedades de forma, de angularidade e de textura de agregados provenientes de fontes distintas e na anÃlise da estrutura interna de misturas asfÃlticas compostas por esses agregados. Foram obtidos e caracterizados agregados provenientes de trÃs pedreiras distintas, todas localizadas no estado do CearÃ. Os agregados foram analisados no AIMS separando-se os diversos tamanhos de suas partÃculas, e os resultados obtidos para o material proveniente de cada pedreira foram comparados entre si. AlÃm disso, misturas asfÃlticas compostas por esses agregados foram analisadas em relaÃÃo a sua estrutura interna e em relaÃÃo a suas propriedades mecÃnicas. Os principais resultados obtidos levaram à conclusÃo de que os agregados estudados sÃo semelhantes no que diz respeito a suas propriedades de forma, de angularidade e de textura. Em relaÃÃo Ãs propriedades mecÃnicas das misturas compostas por esses agregados, os resultados mostram que estas se comportaram de maneira similar, o que provavelmente se deve Ãs caracterÃsticas tambÃm similares de seus agregados. / It is a general consensus that the mechanical performance of asphalt mixtures with respect to the pavementsâ main distresses (permanent deformation, fatigue cracking and thermal cracking) is directly related to the aggregatesâ properties used in those mixtures. The traditional methodology of characterizing aggregates, mainly in relation to shape properties, such as form, angularity and texture, can be very time-consuming. It also does not provide precise results, because it combines more than one property in a single test result. Another disadvantage is the fact that these methodologies also provide average values that may not represent well the evaluated materials. There are already in the literature several Digital Image Processing (DIP) techniques that can be used with the purpose of characterizing aggregates in a more complete and realistic way. One of them is the Aggregate Image Measurement System (AIMS), equipment developed to analyze properties, such as: shape, angularity, and superficial texture of coarse and fine aggregates, through different methods. It is believed that different quarries can produce aggregates with very distinct properties, due to the several used rock blasting and crushing processes, quality control activities and material storage methodology. The main objective of this research is to evaluate the potential use of DIP to analyze shape, angularity and texture of aggregates from different sources and to analyze asphalt mixtures internal structure constituted by those aggregates. Aggregates from three different quarries, all located in the State of CearÃ, were obtained and characterized. The aggregates were analyzed using AIMS, for different sizes, and the results were compared. Besides that, the asphalt mixtures constituted with these aggregates were analyzed regarding their internal structure and their mechanical characteristics. The main results obtained in this study led to conclude that the aggregates used in this research are very similar in respect to their form, angularity and texture properties. With respect to the mechanical properties of the mixtures constituted by these aggregates, the results show that their behavior is also very similar, which is probably due to the similar characteristics of their aggregates.

A detecção de mudanças na superfície terrestre é o principal objetivo em aplicações de sensoriamento remoto multitemporal. Sabe-se que imagens adquiridas em datas distintas tendem a ser altamente influenciadas por problemas radiométricos e de registro. Utilizando imagens de fração, obtidas a partir do modelo linear de mistura espectral (MLME), problemas radiométricos podem ser minimizados e a interpretação dos tipos de mudança na superfície terrestre é facilitada, pois as frações têm um significado físico direto. Além disso, interpretações ao nível de subpixel são possíveis. Esta tese propõe três algoritmos – rígido, suave e fuzzy – para a detecção de mudanças entre um par de imagens de fração, gerando mapas de mudança como produtos finais. As propostas requerem a suposição de normalidade multivariada para as diferenças de fração e necessitam de pouca intervenção por parte do analista. A proposta rígida cria mapas de mudança binários seguindo a mesma metodologia de um teste de hipóteses, baseando-se no fato de que os contornos de densidade constante na distribuição normal multivariada são definidos por valores da distribuição qui-quadrado, de acordo com a escolha do nível de confiança. O classificador suave permite gerar estimativas da probabilidade do pixel pertencer à classe de mudança, a partir de um modelo de regressão logística. Essas probabilidades são usadas para criar um mapa de probabilidades de mudança. A abordagem fuzzy é aquela que melhor se adapta ao conceito de pixel mistura, visto que as mudanças no uso e cobertura do solo podem ocorrer em nível de subpixel. Com base nisso, mapas dos graus de pertinência à classe de mudança foram criados. Outras ferramentas matemáticas e estatísticas foram utilizadas, tais como operações morfológicas, curvas ROC e algoritmos de clustering. As três propostas foram testadas utilizando-se imagens sintéticas e reais (Landsat-TM) e avaliadas qualitativa e quantitativamente. Os resultados indicam a viabilidade da utilização de imagens de fração em estudos de detecção de mudanças por meio dos algoritmos propostos. / Land cover change detection is a major goal in multitemporal remote sensing applications. It is well known that images acquired on different dates tend to be highly influenced by radiometric differences and registration problems. Using fraction images, obtained from the linear model of spectral mixing (LMSM), radiometric problems can be minimized and the interpretation of changes in land cover is facilitated because the fractions have a physical meaning. Furthermore, interpretations at the subpixel level are possible. This thesis presents three algorithms – hard, soft and fuzzy – for detecting changes between a pair of fraction images. The algorithms require multivariate normality for the differences among fractions and very little intervention by the analyst. The hard algorithm creates binary change maps following the same methodology of hypothesis testing, based on the fact that the contours of constant density are defined by chi-square values, according to the choice of the probability level. The soft one allows for the generation of estimates of the probability of each pixel belonging to the change class by using a logistic regression model. These probabilities are used to create a map of change probabilities. The fuzzy approach is the one that best fits the concept behind the fraction images because the changes in land cover can occurr at a subpixel level. Based on these algorithms, maps of membership degrees were created. Other mathematical and statistical techniques were also used, such as morphological operations, ROC curves and a clustering algorithm. The algorithms were tested using synthetic and real images (Landsat-TM) and the results were analyzed qualitatively and quantitatively. The results indicate that fraction images can be used in change detection studies by using the proposed algorithms.