El desarrollo de gran parte de los modelos y métodos estadísticos que conocemos y utilizamos en la actualidad ha ido ligado al estudio de aplicaciones específicas dentro de diversos ámbitos científicos.Nuestra motivación al empezar a trabajar con datos perimétricos, fue la de construir un modelo espacio temporal que nos permitiera modelizar la evolución, tanto espacial (en la retina) como en el tiempo (evolución temporal), de las lesiones que aparecen en la retina del paciente debidas al glaucoma. Nuestro objetivo a lo largo de la tesis, ha sido el resolver diversos problemas ligados al estudio del glaucoma, enfermedad ocular muy extendida, que se caracteriza por producir una pérdida de visión gradual en el paciente, pudiendo llegar a producirle ceguera. Para diagnosticar y evaluar el glaucoma, los oftalmólogos se basan principalmente en el análisis de campos visuales (mapas numéricos que les informan de la intensidad de visión del paciente en un conjunto de puntos de su retina). Nosotros hemos trabajado con bases de datos de campos visuales de un conjunto de pacientes, obtenidos en la consulta oftalmológica.En este trabajo hemos analizado los campos visuales bajo dos perspectivas distintas. En la primera parte de la tesis, utilizamos la metodología Geoestadística para modelizar la distribución espacio temporal de campos visuales de pacientes sanos y de pacientes con glaucoma. El objetivo de la modelización, además de describir el proceso, es la de poder realizar simulaciones y predicciones a partir de ella. En la segunda parte de la tesis, trabajamos con los métodos propios de las series temporales multivariantes, desde el punto de vista clásico.Tras hacer una revisión teórica de los métodos a utilizar, planteamos un problema bajo un enfoque bayesiano, en el que pretendemos estimar si cada posición de un campo visual observado está sana o enferma, y otro problema en el que pretendemos construir un modelo espacio temporal conjunto para caracterizar la distribución espacio temporal de campos visuales de pacientes que sufren glaucoma, y utilizar el modelo obtenido para realizar predicciones.

L'estudi inclou una anàlisi d'eficiència de les universitats del sistema públic espanyol usant la tècnica no paramètrica d'anàlisi de fronteres coneguda com a Data Envelopment Analysis (DEA). Mitjançant una tria d'inputs i outputs vinculats a la docència i a la recerca, s'obté una classificació de les universitats en eficients i no eficients, indicant per aquestes últimes el grau o nivell d'ineficiència. Usant una tècnica desenvolupada a partir del DEA, s'aborda l'estudi de les unitats eficients per tal de determinar-ne aquelles que presenten un comportament atípic i, per a la resta, obtenir-ne una ordenació segons els nivells del que es coneix com eficiència robusta o supereficiència. En una segona part, s'analitza la possible influència de variables o factors ambientals -inputs no controlables- sobre els resultats d'eficiència obtinguts, usant, per tal de comparar resultats, una tècnica paramètrica basada en una análisi de regressió, i una no paramètrica coneguda com a model de valors ajustats.

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En el estudio de las cadenas de Markov la clasificación de los estados es una de lascaracterísticas más importantes ya que de ella van a depender otras propiedades comoson por ejemplo la convergencia de la sucesión formada por las potencias n-ésimas dela matriz de transición asociada y por lo tanto su comportamiento asintótico. Este problema se ha abordado desde el campo de la computación natural mediante dosalgoritmos biológicos basados en ADN y mediante el diseño de dos P sistemas. Ambasmetodologías de computación natural son aleatorias si bien mientras que con ADN seobtienen resultados aleatorios, estimaciones, con los P sistemas se obtienencálculos exactos. Por el contrario, la ventaja que presentan los algoritmos basadosen ADN es que hoy en día ya pueden llevarse a la práctica si bien cabe perfeccionarde manera substancial las técnicas de laboratorio. Finalmente remarcar que lacomputación natural abre la puerta a un nuevo e interesante modelo de computación que exige un cambio en la forma de pensar.

En els últims anys s'ha observat un canvi radical en l'estructura del sector porcí.Les explotacions porcines estan sent cada vegada més especialitzades i la grandàriade les seves operacions ha anat en augment. A més, les explotacions porcinesmodernes estan tendint a integrar i coordinar les seves operacions en Cadenes desubministrament del sector porcí (PSC en anglès). L'objectiu general de la tesi vaser formular un conjunt de models per a donar suport a la gestió del ramat de trugesreproductores i la producció de garrins dintre d'un context de cadena desubministrament, donant respostes pràctiques a preguntes rellevants sovintpreguntades per qui prenen les decisions. Així les principals decisions estratègiquesi tàctiques relacionades amb la gestió del ramat de truges reproductores i laproducció de garrins en un context de cadena de subministrament (PSC) van serconsiderades.Bàsicament quatre models sota incertesa van ser desenvolupats. El primer va ser laformulació d'un programa lineal d'un model semi-Markovià per al disseny de lesinstal·lacions de granges. Es va mostrar que la distribució del ramat basada enestats fisiològics i moviments entre instal·lacions fou útil pel càlcul dels espaisnecessaris per a cada instal·lació. La formulació va considerar les recentsregulacions de la Unió Europea relacionades amb el benestar animal i el cost de lesinstal·lacions. Continuant amb aspectes relacionats amb el benestar animal, es vadesenvolupar un marc per a la integració dels senyals clínics dintre d'un model dereemplaçament. Aquest model correspon a un procèss Markovià jeràrquic multinivell,que a més realitza una actualització de dades a través de xarxes Bayesianas.Els resultats van mostrar com la incorporació dels senyals clínics en els models dereemplaçament ha dut a millors polítiques de selecció a través d'una eficientdetecció de truges reproductores febles en el ramat. Els dos models següentsformulats sota un horitzó temporal finit han mostrat la distribució o estructura delramat evolutionant cap a l'estat estable. Variacions temporals en paràmetres opertorbacions transitòries van ser representades a través de models d'horitzó finiton diferents escenaris van capturar la incertesa del sistema. L'ús de Programació lineal va permetre explícitament incorporar restriccions de ramat més fàcilment queen una formulació amb Processos de decisió de Markov. Finalment el model deprogramació estocàstica de dues etapes amb recurs va mostrar ser una eina factibleper a tractar amb la incertesa del sistema a través d'escenaris. Beneficis addicionalsvan ser la compra de verres, la planificació de la producció i decisions dereemplaçament, tot sota un esquema d'horitzó de temps rodant.Avui dia, amb l'actual estructura del sector, és raonable pensar en models capaçosde resoldre amb major precisió els problemes que afecten a dos o més etapes de lacadena, i integrar-los a tots en algun sistema d'informació, amb la finalitat demillorar la gestió global de la cadena. Els models presentats en aquesta tesi sóneines adequades per a plantar cara a les principals decisions estratègiques itàctiques de la gestió del ramat de truges reproductores i la producció de garrins enun context de PSC / En los últimos años se ha observado un gran cambio en la estructura del sectorporcino. Las explotaciones porcinas están siendo cada vez más especializadasmientras que el tamaño de sus operaciones ha ido en aumento. Además, estántendiendo a integrar y coordinar sus operaciones en cadenas de suministro (PSC eninglés). Así, el objetivo general de la tesis fue formular un conjunto de modelospara apoyar la gestión del rebaño de cerdas reproductoras y la producción delechones dentro de un contexto de cadena de suministro, dando respuestas prácticasa preguntas relevantes a menudo questionadas por quienes toman las decisiones.De ahí que, las principales decisiones estratégicas y tácticas relacionadas con lagestión del rebaño en un contexto de cadena (PSC) fueron consideradas.Básicamente, cuatro modelos bajo incertidumbre fueron desarrollados. El primeroformula un programa lineal de un modelo semi-markoviano para el diseño de lasinstalaciones de granjas. Se mostró que la distribución de la manada basada enestados fisiológicos y movimientos entre instalaciones es útil para el cálculo de losespacios necesarios para cada instalación. La formulación consideró las recientesregulaciones de la Unión Europea relacionadas con el bienestar animal, además delcoste de las instalaciones. El segundo modelo desarrolló un marco para laintegración de las señales clínicas dentro de un modelo de reemplazamiento. Laformulación corresponde a un proceso Markoviano jerárquico multi-nivel, conactualización de datos a través de redes Bayesianas. Los resultados mostraroncómo la incorporación de las señales clínicas ha llevado a mejores políticas deselección a través de una eficiente detección de cerdas débiles en el rebaño. Lossiguientes dos modelos son formulados bajo un horizonte de tiempo finito ymuestran la distribución o estructura del rebaño moviéndose hacia el estadoestable. Las variaciones temporales en parámetros o perturbaciones transitoriasfueron incorporadas a través de modelos de horizonte finito donde diferentesescenarios representaron la incertidumbre del sistema. El uso de Programaciónlineal permitió explícitamente incorporar restricciones de rebaño más fácilmenterespecto a la formulación con Procesos de decisión de Markov. Finalmente el modelo de programación estocástica de dos etapas con recurso mostró ser unaherramienta factible para tratar con la incertidumbre del sistema a través deescenarios. Beneficios adicionales fueron la programación de cerdas jóvenes, laplaneación de la producción y decisiones de reemplazo, todo bajo un esquema dehorizonte de tiempo rodante.Hoy en día, con la actual estructura del sector, es razonable pensar en modeloscapaces de resolver con mayor precisión los problemas que afectan a dos o másetapas de la cadena, e integrarlos a todos en algún sistema de información, con elfin de mejorar la gestión global de la cadena. Por lo que los modelos presentadosen esta tesis son herramientas adecuadas para hacer frente a las principalesdecisiones estratégicas y tácticas de la gestión del rebaño de cerdas reproductoras yla producción de lechones en un contexto de cadena de suministro. / A noticeable change in the structure of the Spanish pork sector has been observedin recent years. Pig farms have become more and more specialized and the size oftheir operations has been increasing. Moreover, modern pig farms have tended tointegrate and coordinate their operations into Pork Supply Chain (PSC). Thus, theoverall aim of this thesis was to formulate a set of models to support sow herdmanagement and piglet production in a pork supply chain context, giving practicalanswers to relevant questions often asked by decision makers. Hence, the mainstrategic and tactical decisions regarding sow herds and piglet productionmanagement in a pork supply chain context were considered.Basically, four models under uncertainty were developed. The first one was a linearprogramming formulation of a semi-Markov model to design pig facilities. Itshowed that herd distribution based on physiological states and movementsbetween facilities were useful to calculate the room needs for each sow facility.The formulation considers recent EU regulations regarding animal welfare and theimpact on economic cost of housing facilities. Ongoing with animal welfare issues,a framework for the integration of clinical signs into a sow replacement model wasdeveloped. The sow replacement model used in the framework was a multi-levelhierarchical Markov process using Bayesian updating. The results showed how theincorporation of clinical signs in sow replacement models led to better cullingpolicies through more efficient detection of the weakest sows in the herd. The nexttwo models formulated under finite time horizon showed the herd distribution orstructure moving to the steady state. Temporary shocks in parameters or transitoryperturbations were better represented by finite time horizon models wherescenarios collected part of the uncertainty of the system. The use of LinearProgramming led to incorporate herd constraints more easily than in a MarkovDecision Process. Finally the two-stage stochastic programming model withrecourse showed to be a suitable tool to deal with the uncertainty of the systemthrough scenarios. Additional benefits for practical purpose were the scheduling of purchasing of gilts, planning piglet production and replacement policy, all under arolling time horizon scheme.Nowadays, with the current structure of the sector, it is reasonable to think aboutmodels capable of solving more accurately problems involving two or more stagesof the chain, and integrating them all together in some information system, in orderto improve the management of the PSC. Hence the models presented in this thesisare suitable tools to deal with main strategic and tactical decisions in sow herdsproducing piglets in a general PSC context.

Aquesta tesi està centrada en la necessitat permanent d’incrementar l’eficiència productiva dels productors dins un sector molt competitiu. Per això es proposa: i) Anàlisi de l’eficiència i les variables que l’explicarien i ii) desenvolupament i validació d’un model de simulació per avaluar diferents estratègies productives. La revisió bibliogràfica dels models econòmics desenvolupats per granges porcines demostra que l’ús al sector porcí de models de decisió estratègics publicats a la literatura és molt limitat. Es demostra com els mètodes no paramètrics (DEA) són més pràctics i intuïtius que els mètodes paramètrics. En conjunt, les granges analitzades van resultar molt eficients. Per recolzar als grangers en la seva pressa de decisions i en l’anàlisi de diferents estratègies productives, es va desenvolupar un Sistema de Suport a la presa de Decisions: AnaPorkDSS. En conclusió, decisions com entrar en contractes d’integració ben negociats, mantenir un cens de truges estable i l’augment del nombre d’inseminacions que augmentin la prolificitat, incrementen l’eficiència de les granges. / Esta tesis se centra en la necesidad permanente de incrementar la eficiencia productiva de los productores dentro de un sector muy competitivo. En base a lo anterior se propone: i) Análisis de la eficiencia y las variables que la explicarían y ii) desarrollo y validación de un modelo de simulación para evaluar diferentes estrategias productivas. La revisión bibliográfica de los modelos económicos desarrollados para granjas porcinas demuestra que el uso dentro del sector porcino de modelos de decisión estratégicos publicados en la literatura es muy limitado. Se demuestra como los métodos no paramétricos (DEA) son más prácticos e intuitivos que los métodos paramétricos. En conjunto, las granjas analizadas resultaron muy eficientes. Para apoyar a los granjeros en la toma de decisiones y en el análisis de diferentes estrategias productivas, se desarrolló un Sistema de Soporte a la toma de Decisiones: AnaPorkDSS. En conclusión, decisiones como entrar en contratos de integración bien negociados, mantener un censo de cerdas estable y el aumento del número de inseminaciones que aumenten la prolificidad, incrementan la eficiencia de las granjas. / This thesis focuses on the continuing need to increase the productive efficiency of the producers in a very competitive sector. We propose an: i) analysis of the efficiency and the variables that explain and ii) development and validation of a simulation model to evaluate different production strategies. The literature review of economic models developed for swine farms shows that the use in the swine sector of strategic decision models in the literature published is still very limited. It is shown as nonparametric methods (Data Envelopment Analysis or DEA) are more practical and intuitive than parametric methods. The farms analysed were highly efficient (over 90%). To support farmers in decision-making and analysis of different production strategies, a Decision Support System was developed (DSS): AnaPorkDSS. In conclusion, decisions as enter into integration contracts well negotiated, maintain a stable sow herd and increased number of inseminations that increase prolificity, increase the efficiency of farms.

En esta tesis doctoral se retoma un problema de interés real, como es la detección de agrupaciones de puntos -que denominamos rasgos- en imágenes digitalizadas, que se encuentran en compañía de otros puntos que no son de interés, a estos los denominamos ruido. Se pretende separar y clasificar. Las últimas aportaciones hechas en este campo, se dirigen a considerar ausencia de modelo de probabilidad que originó la distribución espacial de los puntos en la imagen, utilizándose distancias al k-ésimo vecino más cercano, haciendo variar el valor de k y utilizando el algoritmo EM. Otros trabajos, que sirven como punto departida, definen funciones locales que recogen características de segundo orden alrededor de cada individuo. Uniendo estas dos ideas, ¿por qué no aplicar y calcular vectores de funciones LISA asociadas a cada individuo, que recojan características de segundo orden, por tanto de agregación del patrón puntual, y clasificar funciones en rasgo y ruido, que al hacer corresponder con los puntos originales éstos queden clasificados?. Esta es la motivación de la tesis doctoral y el desarrollo es el proceso que se ha seguido hasta obtener resultados satisfactorios. En particular, la tesis comienza con un capitulo sobre los conceptos básicos en procesos puntuales espaciales. Continua presentando las técnicas hasta ahora utilizadas para posteriormente desarrollar la metodología necesaria sobre funciones LISA individuales de segundo orden. Se presentan dos capítulos, basados en estudios de simulación y casos reales, en los que se analizan los métodos multivariantes de escalamiento multidimensional y cluster, así como distintos tipos de distancias entre funciones LISA.

Introducción Este trabajo describe las contribuciones al aprendizaje estadístico desarrollado e implementado en imágenes de Resonancia Magnética (RM). Concretamente, se describe la contribución a los análisis de componentes independientes (ICA), perteneciente al aprendizaje no supervisado, en la mejora de la metodología existente. Ésta mejora metodológica es desarrollada y aplicada para las distintas técnicas de adquisición de imagen: 1. Imagen cerebral adquirida mediante RM estructural en el estudio de la forma de la estructura del hipocampo para la enfermedad de Alzheimer, donde estudios previos longitudinales la asocian con el deterioro debido de la enfermedad. 2. Imagen cerebral adquirida mediante RM funcional para el estudio de la plasticidad cerebral asociada a procesos de aprendizaje. Metodología En el estudio de la forma del hipocampo se introduce la técnica de análisis de datos funcionales (FDA) para formas bidimensionales (2D) y tridimensionales (3D). En ambos estudios se propone una función discriminante lineal basada en ICA para la mejora en la clasificación de los datos. Por otro lado, en el estudio de la plasticidad cerebral se aporta un análisis donde las imágenes de RMf adquiridas en estado de reposo son guiadas por las imágenes de RMf basada en tarea, con el objetivo de encontrar un cambio de la conectividad funcional dado por el proceso de entrenamiento en una tarea nueva. Conclusiones La aproximación mediante FDA para el análisis de imagen, muestra una superioridad con respecto a otras aproximaciones utilizadas. Además, la función discriminante basada en ICA propuesta en este trabajo proporciona mejores resultados en discriminación que usando la metodología descrita en la literatura previa. Con respecto al estudio de las imágenes de RMf, se muestra que la RMf en estado de reposo guiado por RMf basado en tarea abre un nuevo camino para el estudio de cómo el aprendizaje genera plasticidad cerebral.