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Engine mapping is the process of empirically modelling engine behaviour as a function of adjustable engine parameters, predicting the output of the engine. The aim is to calibrate the electronic engine controller to meet decreasing emission requirements and increasing fuel economy demands. Modern engines have an increasing number of control parameters that are having a dramatic impact on time and e ort required to obtain optimal engine calibrations. These are further complicated due to transient engine operating mode. A new model-based transient calibration method has been built on the application of hierarchical statistical modelling methods, and analysis of repeated experiments for the application of engine mapping. The methodology is based on two-stage regression approach, which organise the engine data for the mapping process in sweeps. The introduction of time-dependent covariates in the hierarchy of the modelling led to the development of a new approach for the problem of transient engine calibration. This new approach for transient engine modelling is analysed using a small designed data set for a throttle body inferred air ow phenomenon. The data collection for the model was performed on a transient engine test bed as a part of this work, with sophisticated software and hardware installed on it. Models and their associated experimental design protocols have been identi ed that permits the models capable of accurately predicting the desired response features over the whole region of operability. Further, during the course of the work, the utility of multi-layer perceptron (MLP) neural network based model for the multi-covariate case has been demonstrated. The MLP neural network performs slightly better than the radial basis function (RBF) model. The basis of this comparison is made on assessing relevant model selection criteria, as well as internal and external validation ts. Finally, the general ability of the model was demonstrated through the implementation of this methodology for use in the calibration process, for populating the electronic engine control module lookup tables.

Non-rigid image registration is an important tool for analysing morphometric differences in subjects with Alzheimer's disease from structural magnetic resonance images of the brain. This thesis describes a novel probabilistic approach to non-rigid registration of medical images, and explores the benefits of its use in this area of neuroimaging. Many image registration approaches have been developed for neuroimaging. The vast majority suffer from two limitations: Firstly, the trade-off between image fidelity and regularisation requires selection. Secondly, only a point-estimate of the mapping between images is inferred, overlooking the presence of uncertainty in the estimation. This thesis introduces a novel probabilistic non-rigid registration model and inference scheme. This framework allows the inference of the parameters that control the level of regularisation, and data fidelity in a data-driven fashion. To allow greater flexibility, this model is extended to allow the level of data fidelity to vary across space. A benefit of this approach, is that the registration can adapt to anatomical variability and other image acquisition differences. A further advantage of the proposed registration framework is that it provides an estimate of the distribution of probable transformations. Additional novel contributions of this thesis include two proposals for exploiting the estimated registration uncertainty. The first of these estimates a local image smoothing filter, which is based on the registration uncertainty. The second approach incorporates the distribution of transformations into an ensemble learning scheme for statistical prediction. These techniques are integrated into standard frameworks for morphometric analysis, and are demonstrated to improve the ability to distinguish subjects with Alzheimer's disease from healthy controls.

Les industriels du secteur agro-alimentaire sont responsables de la qualité des produits mis sur le marché. Un moyen de vérifier cette qualité consiste à déterminer la distribution de la contamination. Dans cette thèse, nous avons utilisé des données portant sur L. monocytogenes durant le procédé de fabrication de lardons et du saumon fumé. Nous avons ensuite élaboré des modèles hiérarchiques pour décrire la concentration en prenant ou non en compte diverses variabilités, nous avons estimé les paramètres par inférence bayésienne, puis comparé leur capacité à simuler des données proches des observations. Nous avons également comparé l'estimation de paramètres par inférence fréquentiste sur deux modèles en utilisant les données brutes issues des analyses microbiologiques et ces mêmes données converties en concentration. Par ailleurs, nous avons amélioré un modèle décrivant le devenir de L. monocytogenes au cours de la fabrication des lardons. Le plan d'échantillonnage permettant d'estimer la qualité des produits, nous avons appliqué la théorie de la décision aux couples L. monocytogenes/lardons et L. monocytogenes/saumon fumé en sortie usine pour déterminer la taille optimale de l'échantillon à prélever par lot de manière à minimiser les coûts moyens supportés par le fabricant. Enfin, nous avons comparé plusieurs plans d'échantillonnage de mesure de la température d'un plat en sauce fabriqué dans une cuisine centrale et placé dans une cellule de refroidissement rapide. L'objectif était de sélectionner le meilleur plan d'échantillonnage en fonction du risque admissible pour le gestionnaire quant à la croissance de C. perfringens. / Food business operators are responsible for the quality of the products they sell. A way to assess the safety of food is to determine the contamination distribution. During my PhD thesis, we used data about L. monocytogenes during the process of diced bacon and of cold smoked salmon. Then, we constructed several hierarchical models to describe contamination taking or not into account several kinds of variability such as between batches variability. We compared the capacity of each model to simulate data close to the observed ones. We also compared the parameters assessment by frequentist inference using raw data (the results of the microbiological analyses) and concentration-like data. In addition to the models describing the contamination at one step of the process, we improved an existing model describing the fate of L. monocytogenes throughout the diced bacon process. A tool to assess the quality of a product is the sampling plan. We applied the Bayesian theory of decision to the pairs L. monocytogenes/diced bacon and L. monocytogenes/cold smoked salmon at the end of the process to determine the optimal size of a sample analysed per batch so that the average cost for the manufacturer is as los as possible. We also compared several sampling plans of temperature measurement of a meal cooked in an institutional food service facility and put in a blast-chiller just after cooking. The aim was to select the best sampling plan regarding the risk of C. perfringens growth that the manager is ready to take.

Em diversos estudos ao redor do globo, a estrutura e heterogeneidade da vegetação têm se mostrado um fator determinante na diversidade de espécies de aves e também de outros grupos de animais. O Cerrado é o segundo mais extenso e mais ameaçado bioma de ocorrência no Brasil. Este bioma também é caracterizado por um evidente gradiente ambiental de estrutura e heterogeneidade de vegetação. Na presente tese analisamos a influência da estrutura e heterogeneidade da vegetação sobre a diversidade em comunidades de aves do Cerrado. Nossa expectativa era corroborar a “Hipótese de Heterogeneidade de Habitats”, que propõe que quanto maior a estrutura e heterogeneidade da vegetação, maior será a diversidade de espécies. No primeiro capítulo, realizamos uma compilação sistemática de estudos publicados sobre a diversidade de aves em áreas ocupadas por algumas fisionomias típicas de Cerrado lato sensu, com o intuito de analisar o conhecimento obtido até então acerca da relação entre diversidade de aves e a estrutura da vegetação no Cerrado. Foram selecionadas 72 amostras de 22 estudos, sendo que estas amostras variaram quanto ao tipo fisionomia amostrada e o método amostral empregado, além de também estarem disponíveis em diferentes artigos e serem realizadas em diferentes regiões geográficas. Para análises destes dados, utilizamos a análise de modelos lineares generalizados de efeitos mistos (modelo com distribuição de erros poisson), que permite analisar os efeitos de variáveis fixas e aleatórias sobre a variável explicativa (riqueza de espécies). As variáveis fixas foram o tipo de vegetação amostrada (vegetação campestre, savânica e florestal) e o método amostral empregado (ponto fixo, transecto e redes de neblina). Já as variáveis de efeito aleatório utilizadas foram o estudo onde os dados foram publicados, o autor de cada estudo e a localidade geográfica. O efeito destas variáveis aleatórias poderiam afetar somente os interceptos das relações entre as variáveis fixas e a variável explicativa ou poderiam alterar a relação entre as variáveis fixas e explicativa. Construímos diversos modelos a partir da combinação de variáveis de efeito fixo e aleatório e a seleção do modelo mais parcimonioso foi feito por meio do critério AICc (critério de informação de Akaike corrigido para pequenas amostras). O modelo que apresentou menor valor de AICc (mais parcimonioso) foi aquele que incluiu os efeitos de ambas variáveis de efeito fixo (fisionomia e método amostral) e também um efeito da interação entre estas duas variáveis. Neste modelo também foram incluídos os efeitos das variáveis aleatórias estudo e localidade geográfica sobre os interceptos das relações entre as variáveis de efeito fixo e a variável explicativa. Estes resultados mostraram que a riqueza de espécies de aves em nosso estudo variou não só em função da fisionomia e do método amostral empregado, mas dependendo do método amostral utilizado a relação entre riqueza e fisionomia também foi alterada. Portanto, esta interação não permitiu que fosse estimada a relação entre fisionomia e riqueza sem considerar o efeito dos métodos. Já os efeitos das variáveis aleatórias mostraram que a variação estimada nos interceptos entre estudos foi duas vezes maior do que a variação estimada entre localidades geográficas. O efeito da interação entre as variáveis fisionomia e método amostral apontou para a existência de heterogeneidade de detecção entre locais com diferentes fisionomias, além também de um efeito das fisionomias na efetividade dos diferentes métodos amostrais. A influência dos métodos amostrais no número de espécies observadas em cada fisonomia pode ser esperada devido às diferenças intrínsecas dos métodos, já que ponto fixo e transecto são baseados em contatos visuais e auditivos com as espécies, enquanto que o método de rede de neblina consiste na captura passiva das espécies que voam na altura das redes. Assim, redes de neblina podem ser mais efetivas em habitats menos estruturados (por ex. campos limpos e sujos), onde a rede alcança quase todo os estratos de vegetação. No entanto, o método de transecto pode ser mais efetivo que o método de ponto fixo em áreas de florestas, pois nestes hábitats as espécies tendem a ter territórios menores e o deslocamento do observador proporciona ao observador cobrir um maior número de terrítórios. Por outro lado, o ponto fixo pode ser mais vantajoso por não produzir ruído e afugentar as espécies, o que pode ser uma desvantagem do método de transecto. Outros fatores, como a experiência e número de observadores, número de pontos amostrais, número de redes utilizadas e comprimento de transectos, podem explicar a grande variação estimada entre os estudos. Uma das maneiras de se contornar estes efeitos metodológicos é utilizar métodos desenvolvidos especialmente para lidar com diferentes probabilidades de detecção entre espécies, entre sítios e até métodos amostrais, o que poderia render dados mais confiáveis para o estudo da ecologia das espécies e para a elaboração de planos de manejo e/ou conservação. No segundo capítulo, a relação entre diversidade de aves e estrutura da vegetação foi analisada a partir de dados coletados em campo e utilizando um protocolo de amostragem específico para se estimar e considerar os efeitos da vegetação sobre a detecção das espécies. As amostragens foram realizadas em um dos maiores e mais preservados remanescentes de Cerrado (Parque Nacional Grande Sertão Veredas-PARNA GSV) e consistiram do registro das espécies de aves em 32 áreas dispostas em um gradiente de vegetação de Cerrado, que variaram desde campos limpos e sujos, campos cerrado a cerrados sensu stricto. O cálculo da riqueza de espécies de aves em cada sítio foi realizado através de modelos de ocupação-detecção, adaptados para estimar a riqueza de espécies em comunidades. A vegetação, por sua vez, foi medida a partir de estimativas de presença da vegetação entre 0 e 4 m de altura (16 intervalos de 22,5 cm cada um) e duas variáveis de estrutura foram obtidas a partir de uma análise de componentes principais, que foi aplicada para resumir a variação da presença de vegetação nos 16 intervalos de altura. Estas variáveis de vegetação foram relacionadas tanto com a ocupação quanto com a detecção das espécies, já que a estrutura da vegetação poderia influenciar não só a ocorrência mas também a detecção das espécies. O dia da amostragem e também a temperatura no momento da amostragem também foram incluídas como covariáveis que poderiam afetar a detecção. Após a estimativa da riqueza de espécies pelo modelo de ocupação-detecção para comunidades, esta riqueza estimada foi relacionada por uma função quadrática com a estrutura da vegetação usando um modelo bayesiano de metanálise, que permitiu incluir a incerteza nas estimativas de riqueza na análise. A título de comparação, também foi ajustado um modelo quadrático GLM (distribuição de erros normal) aos dados de riqueza observada. Os resultados mostraram que a riqueza estimada a partir dos dados das 38 espécies mais detectadas durante as amostragens teve uma fraca relação com as duas covariáveis de estrutura de vegetação, sendo que houve uma maior riqueza de espécies em sítios com vegetação intermediária em altura e uma maior riqueza de espécies de aves em sítios onde houve maior presença de vegetação abaixo de 2 m de altura. No entanto, as relações entre riqueza estimada e estas covariáveis foi menos intensa mas qualitativamente similar às relações entre a riqueza observada e as covariáveis de vegetação. A menor intensidade nas relações da riqueza estimada foi evidenciada principalmente em ambos os extremos do gradiente de estrutura vertical da vegetação e também nas áreas com menor presença de vegetação abaixo de 2 m. Estes resultados mostraram que o efeito da detecção pode alterar o efeito da relação entre riqueza de espécies e estrutura de vegetação. Além disso, ao menos para as 38 espécies mais comumente encontradas na área de estudo, os resultados apontam para a importância de todo o gradiente de estrutura da vegetação para a manutenção da riqueza de espécies de aves no Cerrado. Futuros estudos que visem aprimorar o uso destes modelos de ocupação e detecção para comunidades são fundamentais para permitir o uso dos dados de todas as espécies da comunidade. Além disto, outros estudos que se proponham a analisar a dinâmica e composição das comunidades de aves nestes gradientes de estrutura de vegetação são fundamentais para um maior conhecimento sobre a ecologia e conservação das aves no Cerrado / In several studies around the globe, the structure and diversity of vegetation have been shown to be a determining factor in the diversity of species of birds and also other groups of animals. The Cerrado is the second most extensive and most threatened biome occurrence in Brazil. This biome is also characterized by an obvious environmental gradient of vegetation structure and heterogeneity. In this thesis we analysed the influence of the structure and diversity of the vegetation on the diversity in the Cerrado bird communities. Our expectation was to support the “Habitat Heterogeneity Hypothesis” which suggests that the higher the structure and diversity of vegetation, the greater the diversity of species. In the first chapter, we conducted a systematic compilation of published studies on the diversity of birds in areas occupied by some typical physiognomy of Cerrado textit lato sensu, in order to analyze the knowledge obtained so far about the relationship between diversity of birds and the structure of the vegetation in the Cerrado. We selected 72 samples from 22 studies, and these samples varied as the sampled vegetation physiognomy, the sampling method used, and they also are available in different articles and be carried out in different geographical regions. We performed the analysis of generalized linear mixed effects models (model poisson distribution errors), which allows us to analyse the effects of fixed and random variables on the explanatory variable (species richness). Fixed variables were the type of sampled vegetation (grassland, savanna and forest) and the sample method employed (fixed point, transect and mist nets). The random variables used were the study where the data were published, the author of each study and geographic location. These random variables could only affect the intercepts of the relationship between fixed and variable explanatory variable or could alter the relationship between fixed and explanatory variables. We built several models from the combination of fixed and random effects variables and selection the most parsimonious model was made by the AIC criterion (Akaike information criterion corrected for small samples). The model that showed lower value of AIC (more parsimonious) was the one that included the effects of both fixed effect variables (physiognomy and sampling method) and also an effect of the interaction between these two variables. In this model were also included the effects of random variables study and geographic location of the intercepts of the relationship between the fixed effect variables and the explanatory variable. These results showed that the bird species richness in our study varied not only in terms of physiognomy and sample method, but depending on the sampling method used the relationship between richness and physiognomy has also changed. Therefore, this interaction does not allowed us to estimate the relationship between physiognomy and richness without considering the effect of the methods. Since the effects of random variables showed that the variation in the estimated intercept between studies was twice larger than the estimated variation between geographic locations. The effect of interaction between the vegetation physiognomy and sampling method variables pointed to the existence of heterogeneity detection between locations with different physiognomies, in addition also of an effect of the physiognomies in the effectiveness of different sampling methods. The influence of the sampling method in the number of species observed in each physiognomy may be expected due to intrinsic differences in the methods, since fixed point counts and transect are based on visual and aural contacts with the species, while the mist net method consists in passive capture of species flying at the time of the networks. Thus, mist nets may be more effective in less structured environments (eg. Clean and dirty fields) where the net reaches virtually all vegetation layers. However, transect method can be more effective than the fixed point method in areas of forests since in these habitats species tend to have smaller territory areas, and the observer movement provides the observer cover greater areas. On the other hand, the point counts can be more advantageous not to produce noise and chase species, which may be a disadvantage of transect method. Other factors, such as experience and number of observers, the number of sampling points, the number of nets used and length of transects, may explain the wide variation between studies estimated. One of the ways to overcome these methodological effects is to use methods developed especially to deal with different probabilities of detection of species, between sites and sampling methods, which could yield more reliable data for the ecological study of the species and the development of management plans and/or conservation. In the second chapter, the relationship between diversity of birds and vegetation structure was analysed from data collected in the field and using a specific sampling protocol to estimate and consider the effects of vegetation on the detection of species. The samples were taken in one of the largest and well preserved remnants of Cerrado (Grande Sertão Veredas National Park-PARNA GSV) and consisted of the record of bird speciesin 32 areas arranged in a Cerrado vegetation gradient, ranging from grasslands, open and dense savannas. The calculation of the bird species richness at each site was conducted using occupancy-detection models adapted to estimate the number of species in communities. The vegetation, in turn, was measured from estimates of the presence of vegetation in height intervals between 0 and 4 m (16 intervals of 22.5 cm each) and two structure variables were obtained from a principal component analysis applied to summarize the variation of the vegetation presence in height intervals. These vegetation variables were related to both the occupation and detection of species, since the vegetation structure could influence not only the occurrence but also the detection of species. The day of sampling and also the temperature at the time of sampling were also included as covariates that may a_ect the detection. After the estimation of species richness by model occupancy detection for communities, this estimated richness was related by a quadratic function with the vegetation structure using a Bayesian meta-analysis model, which allowed us include uncertainty in richness estimates. By way of comparison, we also fit a quadratic model GLM (normal distribution errors) to the observed richness data. The results showed that the richness estimated from the data of the 38 most detected species during sampling had a weak relationship with both covariates vegetation structure, and there was a greater number of species at sites with intermediate vegetation height and greater bird species richness in places where there was a greater presence of vegetation below 2 m in height. However, relations between estimated richness and these covariates was less intense but qualitatively similar to the relationship between observed richness and vegetation covariates. The lowest intensity in the estimated richness relationship was observed mainly at both ends of the vertical gradient of vegetation and also in areas with less presence of vegetation below 2 m. These results showed that the effect of detection can change the effect of the relationship between species richness and vegetation structure. Moreover, at least for the 38 species most commonly found in the study area, the results point to the importance of the entire vegetation structure gradient to maintain the bird species richness in Cerrado. Future studies aiming to improve the use of these models of occupation and detection for communities are essential to allow the use of data of all species in the community. In addition, other studies that propose to analyse the dynamics and composition of bird communities in these vegetation structure gradients are fundamental for a better understanding of the ecology and conservation of Cerrado birds

Made available in DSpace on 2016-06-02T20:06:11Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DissCFP.pdf: 956101 bytes, checksum: e21a11e1dc4754a5751b0b0840943082 (MD5) Previous issue date: 2006-03-21 / Financiadora de Estudos e Projetos / In this work, we consider the use of Meta-analysis with a Bayesian approach. Meta-analysis is a statistical technique that combines the results of di¤erent independent studies with purpose to find general conclusions. This term was introduced by Glass (1976) and it has been used when the number of studies about some research project is small. Usually, the models for Meta-analysis assume a large number of parameters and the Bayesian approach using MCMC (Markov Chain Monte Carlo) methods is a good alternative to combine information of independent studies, to obtain accutrate inferences about a specified treatment. As illustration, we consider real medical data sets on di¤erent studies, in which, we consider fixed and random e¤ects models. We also assume mixture of normal distributions for the error of the models. Another application is considered with educational data. / Neste trabalho, consideramos o uso de Meta-análise sob um enfoque Bayesiano. Meta-análise é uma técnica estatística que combina resultados de diversos estudos in-dependentes, com o propósito de descrever conclusões gerais. Este termo foi introduzido por Glass (1976) usado quando o número de estudos sobre alguma pesquisa científica é pequeno. Os modelos propostos para Meta-análise usualmente assumem muitos parâmetros e o enfoque Bayesiano com MCMC (Monte Carlo em Cadeias de Markov) é uma alternativa apropriada para combinar informações de estudos independentes. O uso de modelos Bayesianos hierárquicos permite combinações de vários estudos independentes, para a obtenção de inferências precisas sobre um determinado tratamento. Como ilustração numérica consideramos conjuntos de dados médicos de diferentes estudos e, na análise, utilizamos modelos de efeitos fixos e aleatórios e mistura de distribuições normais para o erro do modelo de regressão. Em uma outra aplicação relacionamos Meta-análise e Educação, através do efeito da espectativa do professor associada ao QI dos estudantes.

Em diversos estudos ao redor do globo, a estrutura e heterogeneidade da vegetação têm se mostrado um fator determinante na diversidade de espécies de aves e também de outros grupos de animais. O Cerrado é o segundo mais extenso e mais ameaçado bioma de ocorrência no Brasil. Este bioma também é caracterizado por um evidente gradiente ambiental de estrutura e heterogeneidade de vegetação. Na presente tese analisamos a influência da estrutura e heterogeneidade da vegetação sobre a diversidade em comunidades de aves do Cerrado. Nossa expectativa era corroborar a “Hipótese de Heterogeneidade de Habitats”, que propõe que quanto maior a estrutura e heterogeneidade da vegetação, maior será a diversidade de espécies. No primeiro capítulo, realizamos uma compilação sistemática de estudos publicados sobre a diversidade de aves em áreas ocupadas por algumas fisionomias típicas de Cerrado lato sensu, com o intuito de analisar o conhecimento obtido até então acerca da relação entre diversidade de aves e a estrutura da vegetação no Cerrado. Foram selecionadas 72 amostras de 22 estudos, sendo que estas amostras variaram quanto ao tipo fisionomia amostrada e o método amostral empregado, além de também estarem disponíveis em diferentes artigos e serem realizadas em diferentes regiões geográficas. Para análises destes dados, utilizamos a análise de modelos lineares generalizados de efeitos mistos (modelo com distribuição de erros poisson), que permite analisar os efeitos de variáveis fixas e aleatórias sobre a variável explicativa (riqueza de espécies). As variáveis fixas foram o tipo de vegetação amostrada (vegetação campestre, savânica e florestal) e o método amostral empregado (ponto fixo, transecto e redes de neblina). Já as variáveis de efeito aleatório utilizadas foram o estudo onde os dados foram publicados, o autor de cada estudo e a localidade geográfica. O efeito destas variáveis aleatórias poderiam afetar somente os interceptos das relações entre as variáveis fixas e a variável explicativa ou poderiam alterar a relação entre as variáveis fixas e explicativa. Construímos diversos modelos a partir da combinação de variáveis de efeito fixo e aleatório e a seleção do modelo mais parcimonioso foi feito por meio do critério AICc (critério de informação de Akaike corrigido para pequenas amostras). O modelo que apresentou menor valor de AICc (mais parcimonioso) foi aquele que incluiu os efeitos de ambas variáveis de efeito fixo (fisionomia e método amostral) e também um efeito da interação entre estas duas variáveis. Neste modelo também foram incluídos os efeitos das variáveis aleatórias estudo e localidade geográfica sobre os interceptos das relações entre as variáveis de efeito fixo e a variável explicativa. Estes resultados mostraram que a riqueza de espécies de aves em nosso estudo variou não só em função da fisionomia e do método amostral empregado, mas dependendo do método amostral utilizado a relação entre riqueza e fisionomia também foi alterada. Portanto, esta interação não permitiu que fosse estimada a relação entre fisionomia e riqueza sem considerar o efeito dos métodos. Já os efeitos das variáveis aleatórias mostraram que a variação estimada nos interceptos entre estudos foi duas vezes maior do que a variação estimada entre localidades geográficas. O efeito da interação entre as variáveis fisionomia e método amostral apontou para a existência de heterogeneidade de detecção entre locais com diferentes fisionomias, além também de um efeito das fisionomias na efetividade dos diferentes métodos amostrais. A influência dos métodos amostrais no número de espécies observadas em cada fisonomia pode ser esperada devido às diferenças intrínsecas dos métodos, já que ponto fixo e transecto são baseados em contatos visuais e auditivos com as espécies, enquanto que o método de rede de neblina consiste na captura passiva das espécies que voam na altura das redes. Assim, redes de neblina podem ser mais efetivas em habitats menos estruturados (por ex. campos limpos e sujos), onde a rede alcança quase todo os estratos de vegetação. No entanto, o método de transecto pode ser mais efetivo que o método de ponto fixo em áreas de florestas, pois nestes hábitats as espécies tendem a ter territórios menores e o deslocamento do observador proporciona ao observador cobrir um maior número de terrítórios. Por outro lado, o ponto fixo pode ser mais vantajoso por não produzir ruído e afugentar as espécies, o que pode ser uma desvantagem do método de transecto. Outros fatores, como a experiência e número de observadores, número de pontos amostrais, número de redes utilizadas e comprimento de transectos, podem explicar a grande variação estimada entre os estudos. Uma das maneiras de se contornar estes efeitos metodológicos é utilizar métodos desenvolvidos especialmente para lidar com diferentes probabilidades de detecção entre espécies, entre sítios e até métodos amostrais, o que poderia render dados mais confiáveis para o estudo da ecologia das espécies e para a elaboração de planos de manejo e/ou conservação. No segundo capítulo, a relação entre diversidade de aves e estrutura da vegetação foi analisada a partir de dados coletados em campo e utilizando um protocolo de amostragem específico para se estimar e considerar os efeitos da vegetação sobre a detecção das espécies. As amostragens foram realizadas em um dos maiores e mais preservados remanescentes de Cerrado (Parque Nacional Grande Sertão Veredas-PARNA GSV) e consistiram do registro das espécies de aves em 32 áreas dispostas em um gradiente de vegetação de Cerrado, que variaram desde campos limpos e sujos, campos cerrado a cerrados sensu stricto. O cálculo da riqueza de espécies de aves em cada sítio foi realizado através de modelos de ocupação-detecção, adaptados para estimar a riqueza de espécies em comunidades. A vegetação, por sua vez, foi medida a partir de estimativas de presença da vegetação entre 0 e 4 m de altura (16 intervalos de 22,5 cm cada um) e duas variáveis de estrutura foram obtidas a partir de uma análise de componentes principais, que foi aplicada para resumir a variação da presença de vegetação nos 16 intervalos de altura. Estas variáveis de vegetação foram relacionadas tanto com a ocupação quanto com a detecção das espécies, já que a estrutura da vegetação poderia influenciar não só a ocorrência mas também a detecção das espécies. O dia da amostragem e também a temperatura no momento da amostragem também foram incluídas como covariáveis que poderiam afetar a detecção. Após a estimativa da riqueza de espécies pelo modelo de ocupação-detecção para comunidades, esta riqueza estimada foi relacionada por uma função quadrática com a estrutura da vegetação usando um modelo bayesiano de metanálise, que permitiu incluir a incerteza nas estimativas de riqueza na análise. A título de comparação, também foi ajustado um modelo quadrático GLM (distribuição de erros normal) aos dados de riqueza observada. Os resultados mostraram que a riqueza estimada a partir dos dados das 38 espécies mais detectadas durante as amostragens teve uma fraca relação com as duas covariáveis de estrutura de vegetação, sendo que houve uma maior riqueza de espécies em sítios com vegetação intermediária em altura e uma maior riqueza de espécies de aves em sítios onde houve maior presença de vegetação abaixo de 2 m de altura. No entanto, as relações entre riqueza estimada e estas covariáveis foi menos intensa mas qualitativamente similar às relações entre a riqueza observada e as covariáveis de vegetação. A menor intensidade nas relações da riqueza estimada foi evidenciada principalmente em ambos os extremos do gradiente de estrutura vertical da vegetação e também nas áreas com menor presença de vegetação abaixo de 2 m. Estes resultados mostraram que o efeito da detecção pode alterar o efeito da relação entre riqueza de espécies e estrutura de vegetação. Além disso, ao menos para as 38 espécies mais comumente encontradas na área de estudo, os resultados apontam para a importância de todo o gradiente de estrutura da vegetação para a manutenção da riqueza de espécies de aves no Cerrado. Futuros estudos que visem aprimorar o uso destes modelos de ocupação e detecção para comunidades são fundamentais para permitir o uso dos dados de todas as espécies da comunidade. Além disto, outros estudos que se proponham a analisar a dinâmica e composição das comunidades de aves nestes gradientes de estrutura de vegetação são fundamentais para um maior conhecimento sobre a ecologia e conservação das aves no Cerrado / In several studies around the globe, the structure and diversity of vegetation have been shown to be a determining factor in the diversity of species of birds and also other groups of animals. The Cerrado is the second most extensive and most threatened biome occurrence in Brazil. This biome is also characterized by an obvious environmental gradient of vegetation structure and heterogeneity. In this thesis we analysed the influence of the structure and diversity of the vegetation on the diversity in the Cerrado bird communities. Our expectation was to support the “Habitat Heterogeneity Hypothesis” which suggests that the higher the structure and diversity of vegetation, the greater the diversity of species. In the first chapter, we conducted a systematic compilation of published studies on the diversity of birds in areas occupied by some typical physiognomy of Cerrado textit lato sensu, in order to analyze the knowledge obtained so far about the relationship between diversity of birds and the structure of the vegetation in the Cerrado. We selected 72 samples from 22 studies, and these samples varied as the sampled vegetation physiognomy, the sampling method used, and they also are available in different articles and be carried out in different geographical regions. We performed the analysis of generalized linear mixed effects models (model poisson distribution errors), which allows us to analyse the effects of fixed and random variables on the explanatory variable (species richness). Fixed variables were the type of sampled vegetation (grassland, savanna and forest) and the sample method employed (fixed point, transect and mist nets). The random variables used were the study where the data were published, the author of each study and geographic location. These random variables could only affect the intercepts of the relationship between fixed and variable explanatory variable or could alter the relationship between fixed and explanatory variables. We built several models from the combination of fixed and random effects variables and selection the most parsimonious model was made by the AIC criterion (Akaike information criterion corrected for small samples). The model that showed lower value of AIC (more parsimonious) was the one that included the effects of both fixed effect variables (physiognomy and sampling method) and also an effect of the interaction between these two variables. In this model were also included the effects of random variables study and geographic location of the intercepts of the relationship between the fixed effect variables and the explanatory variable. These results showed that the bird species richness in our study varied not only in terms of physiognomy and sample method, but depending on the sampling method used the relationship between richness and physiognomy has also changed. Therefore, this interaction does not allowed us to estimate the relationship between physiognomy and richness without considering the effect of the methods. Since the effects of random variables showed that the variation in the estimated intercept between studies was twice larger than the estimated variation between geographic locations. The effect of interaction between the vegetation physiognomy and sampling method variables pointed to the existence of heterogeneity detection between locations with different physiognomies, in addition also of an effect of the physiognomies in the effectiveness of different sampling methods. The influence of the sampling method in the number of species observed in each physiognomy may be expected due to intrinsic differences in the methods, since fixed point counts and transect are based on visual and aural contacts with the species, while the mist net method consists in passive capture of species flying at the time of the networks. Thus, mist nets may be more effective in less structured environments (eg. Clean and dirty fields) where the net reaches virtually all vegetation layers. However, transect method can be more effective than the fixed point method in areas of forests since in these habitats species tend to have smaller territory areas, and the observer movement provides the observer cover greater areas. On the other hand, the point counts can be more advantageous not to produce noise and chase species, which may be a disadvantage of transect method. Other factors, such as experience and number of observers, the number of sampling points, the number of nets used and length of transects, may explain the wide variation between studies estimated. One of the ways to overcome these methodological effects is to use methods developed especially to deal with different probabilities of detection of species, between sites and sampling methods, which could yield more reliable data for the ecological study of the species and the development of management plans and/or conservation. In the second chapter, the relationship between diversity of birds and vegetation structure was analysed from data collected in the field and using a specific sampling protocol to estimate and consider the effects of vegetation on the detection of species. The samples were taken in one of the largest and well preserved remnants of Cerrado (Grande Sertão Veredas National Park-PARNA GSV) and consisted of the record of bird speciesin 32 areas arranged in a Cerrado vegetation gradient, ranging from grasslands, open and dense savannas. The calculation of the bird species richness at each site was conducted using occupancy-detection models adapted to estimate the number of species in communities. The vegetation, in turn, was measured from estimates of the presence of vegetation in height intervals between 0 and 4 m (16 intervals of 22.5 cm each) and two structure variables were obtained from a principal component analysis applied to summarize the variation of the vegetation presence in height intervals. These vegetation variables were related to both the occupation and detection of species, since the vegetation structure could influence not only the occurrence but also the detection of species. The day of sampling and also the temperature at the time of sampling were also included as covariates that may a_ect the detection. After the estimation of species richness by model occupancy detection for communities, this estimated richness was related by a quadratic function with the vegetation structure using a Bayesian meta-analysis model, which allowed us include uncertainty in richness estimates. By way of comparison, we also fit a quadratic model GLM (normal distribution errors) to the observed richness data. The results showed that the richness estimated from the data of the 38 most detected species during sampling had a weak relationship with both covariates vegetation structure, and there was a greater number of species at sites with intermediate vegetation height and greater bird species richness in places where there was a greater presence of vegetation below 2 m in height. However, relations between estimated richness and these covariates was less intense but qualitatively similar to the relationship between observed richness and vegetation covariates. The lowest intensity in the estimated richness relationship was observed mainly at both ends of the vertical gradient of vegetation and also in areas with less presence of vegetation below 2 m. These results showed that the effect of detection can change the effect of the relationship between species richness and vegetation structure. Moreover, at least for the 38 species most commonly found in the study area, the results point to the importance of the entire vegetation structure gradient to maintain the bird species richness in Cerrado. Future studies aiming to improve the use of these models of occupation and detection for communities are essential to allow the use of data of all species in the community. In addition, other studies that propose to analyse the dynamics and composition of bird communities in these vegetation structure gradients are fundamental for a better understanding of the ecology and conservation of Cerrado birds

Cette thèse préparée au CEA Leti, Minatec Campus, Grenoble, et à l’IMS, Bordeaux, s’inscrit dans le thème du traitement de l’information pour des données protéomiques. Nous cherchons à reconstruire des profils protéiques à partir des données issues de chaînes d’analyse complexes associant chromatographie liquide et spectrométrie de masse. Or, les signaux cibles sont des mesures de traces peptidiques qui sont de faible niveau dans un environnement très complexe et perturbé. Ceci nous a conduits à étudier des outils statistiques adaptés. Ces perturbations peuvent provenir des instruments de mesure (variabilité technique) ou des individus (variabilité biologique). Le modèle hiérarchique de l’acquisition des données permet d’inclure ces variabilités explicitement dans la modélisation probabiliste directe. La mise en place d’une méthodologie problèmes inverses permet ensuite d’estimer les grandeurs d’intérêt. Dans cette thèse, nous avons étudié trois types de problèmes inverses associés aux opérations suivantes: 1. la quantification de protéines cibles, vue comme l’estimation de la concentration protéique, 2. l’apprentissage supervisé à partir d’une cohorte multi-classe, vu comme l’estimation des paramètres des classes, et 3. la classification à partir des connaissances sur les classes, vue comme l’estimation de la classe à laquelle appartient un nouvel échantillon.La résolution des problèmes inverses se fait dans le cadre des méthodes statistiques bayésiennes, en ayant recours pour les calculs numériques aux méthodes d’échantillonnage stochastique (Monte Carlo Chaîne de Markov). / This thesis has been prepared at the CEA Leti, Minatec Campus, (Grenoble, France) and the IMS (Bordeaux, France) in the context of information and signal processing of proteomic data. The aim is to reconstruct the proteomic profile from the data provided by complex analytical workflow combining a spectrometer and a chromatograph. The signals are measurements of peptide traces which have low amplitude within a complex and noisy background. Therefore, adapted statistical signal processing methods are required. The uncertainty can be of technical nature (instruments, measurements) or of biological nature (individuals, “patients”). A hierarchical model, describing the forward problem of data acquisition, allows for includingexplicitly those variability sources within the probabilistic model. The use of the inverse problem methodology, finally, leads us to the estimation of the parameters of interest. In this thesis, we have studied three types of inverse problems for the following applications:1. quantification of targeted proteins, seen as estimation of the protein concentration,2. supervised training from a labelled cohort, seen as estimation of distribution parameters for each class,3. classification given the knowledge about the classes, seen as estimation of the class a biological sample belongs to.We solve these inverse problems within a Bayesian framework, resorting to stochastic sampling methods (Monte Carlo Markov Chain) for computation.

Le présent travail de thèse aborde la problématique des effets de pairs en contexte scolaire. A partir de l’analyse détaillée d’une large base des données issue d’une enquête nationale au Chili (SIMCE 2004), on s’interroge sur les mécanismes qui véhiculent les influences entre élèves différemment dotés d’un point de vue de leurs capitaux culturels, humains et scolaires. Ces influences sembleraient présentes sur différents résultats à l’école, y compris ceux de type académique. Considérant la littérature produite sous différentes approches disciplinaires —sociologie, économie, psychologie sociale et sciences de l’éducation — on s’attarde sur les manières d’identifier et de mesurer lesdits effets de pairs. En même temps, on considère la présence de dimensions subjectives capables d’exprimer, en partie, le vécu scolaire des élèves. Ces dimensions seraient, par ailleurs, reliées à la présence des pairs et aux interactions entre élèves. De manière additionnelle, on propose une révision de la littérature sur le système scolaire au Chili, notamment sur sa segmentation socio-scolaire et sa relation avec le mécanisme de vouchers. Dans ce cadre, trois interrogations principales organisent ce travail. D’une part, l’existence ou non d’un impact net sur les acquis scolaires des pratiques d’étude faisant appel aux camarades. Ensuite, la présence probable des influences sous la forme des « transferts des capitaux » entre élèves différemment dotés et déclarant pratiquer l’entraide. Enfin, les relations qui s’avèrent visibles entre ces pratiques et des dimensions telles que le bien-être à l’école ou le concept du soi académique, mais aussi, entre ces dernières et les acquis scolaires. Une séquence d’analyses est entreprise visant à donner des bases robustes aux éventuelles réponses à ces questions. Entre autres, différentes séries d’analyses de régression hiérarchique et par quantiles ont été conduites sur quatre disciplines scolaires. Les principaux résultats de recherche indiquent, d’un côté, que les interactions entre élèves sont assez répandues en milieux scolaire (entre 22% et 41% en moyenne), mais leur proportion varie d’une discipline à l’autre et selon la direction qui prend l’aide. Plus encore, ces interactions sont significativement liées aux résultats scolaires. A conditions comparables, les élèves académiquement faibles gagnent à être aidés par leurs camarades, quelque soit la discipline concernée. En même temps, les élèves qui aident leurs camarades montrent toujours un profil académique fortement associé à des gains de score assez importants. D’un autre côté, on trouve que les élèves possédant plus de capital culturel ont, toutes choses égales par ailleurs, de plus fortes chances de déclarer aider leurs camarades. Enfin, les analyses confirment que les interactions entre élèves sont, de manière importante et significative, liées aux sentiments de bien-être à l’école et au concept de soi académique. La construction d’indices pertinents pour ces derniers est, d’ailleurs, discutée. Différents résultats secondaires ont été aussi produits et discutés, notamment la confirmation, pour la première fois dans le cas chilien, des hypothèses associées au paradigme BFLPE (Marsh, 1987). Ces résultats sont discutés dans leurs probables conséquences en termes de politique éducative, notamment dans le cadre des systèmes éducatifs à forte ségrégation sociale et scolaire. / This Thesis addresses the issue of peer-effects in the context of school. From analysis of a large database produced by a Chilean national study (SIMCE 2004), this work investigates the mechanisms through which pupils with different levels of scholastic, human and cultural capital influence each other. These influences seem present for a diverse range of school outcomes, including academic achievement. Drawing on the literature produced by different disciplinary approaches —sociology, economics, social psychology and education— the study focuses on ways of identifying and measuring peer-effects. The presence of subjective dimensions capable of reflecting, in part, the school experience of pupils is also taken into consideration. Beside, those dimensions are connected both with peers presence and peer interactions. In addition, the thesis re-examines the existing literature on the Chilean school system, including its social and academic segregation and its relationship with the voucher system. Within this framework, three main points of interrogation organize this work. First, whether study practices which involve peer assistance have a clear impact on standardized school test scores. Second, the likely presence of influences, —in the form of “capitals transfers”— between pupils with different backgrounds who practice peer assistance. Finally, the visible relationships between peer assistance and feelings of well-being at school or academic self-concept, but also, between the latter and school achievement. A sequence of analysis was undertaken out to provide robust foundations for possible answers to those questions. Among other things, different sets of hierarchical and quantile regression analysis were conducted in four school subjects. The main research findings show, on the one hand, that peer assistance between pupils is fairly widespread in the school context (between 22% and 41% in average) but its prevalence varies according to the subjects and the directionality of the assistance. Further, those peer assistance is significantly related at school achievement. In all subjects and at similar conditions, poor achievers benefit from help by their classmates. At the same time, those that help their classmates always showed a strong academic profile related to the higher and greater gains in test scores. In the other hand, we find that pupils with more cultural capital, all other things held constant, are more likely to report help other pupils. Finally, this research confirms that the relationship peer assistance and feelings of school well-being and academic self-concept is large and significant. Several secondary findings were also produced and discussed, including confirmation, for the first time in Chilean case, of the hypothesis associated with the paradigm BFLPE (Marsh, 1987). Those results are discussed with regard for their probable consequences in terms of educational policy, particularly in systems with high academic and social segregation.

Made available in DSpace on 2010-04-20T20:48:04Z (GMT). No. of bitstreams: 3 127141.pdf.jpg: 24485 bytes, checksum: 6de88a84c751a4f9eea6053fd7b8aa87 (MD5) 127141.pdf.txt: 341871 bytes, checksum: ba678ddafa1a8e3dd28d9ababc88c1be (MD5) 127141.pdf: 1308658 bytes, checksum: 30c6e8744add0289218b4426eafbbd31 (MD5) Previous issue date: 2006-06-27T00:00:00Z / A pesquisa que se segue representa um estudo sobre o potencial de mercado de empresas atacadistas através do varejo de materiais de construção nos municípios paulistas. O período de análise da pesquisa compreende os anos entre 1997 e 2002, focando a demanda por materiais elétricos. O trabalho contempla a revisão da literatura pertinente ao assunto; a realização de uma pesquisa de campo com os varejistas de materiais de construção; a utilização de dados secundários diversos; e a estimação do potencial de mercado através da utilização de modelos hierárquicos lineares. O modelo proposto compõe-se de quatro partes. A primeira estima o volume de emprego no varejo de materiais de construção em cada município, com base na massa salarial dos municípios e no dinamismo populacional das microrregiões e mesorregiões paulistas. Para tanto, utiliza-se de modelo hierárquico em três níveis. A segunda parte estima a receita do varejo de materiais de construção com base no emprego gerado por estes estabelecimentos, utilizando-se de modelo hierárquico em dois níveis. A terceira parte, com base na pesquisa de campo, relaciona a receita do varejo ao potencial de mercado para o atacado. Por fim, na última parte se valida a estimativa, comparando-a ao faturamento de um atacadista de referência. Os resultados encontrados confirmam a adequação do modelo proposto. Ainda, as pesquisas realizadas, sejam elas através da coleta de dados diretos ou indiretos, apontam para a importância do atacado, principalmente como fornecedor do pequeno varejo, fortalecido este último pela estabilização econômica. Assim, mesmo em vista do acirramento do ambiente competitivo, fruto do fortalecimento do varejo e do desejo da ampliação das vendas diretas por parte dos fabricantes, o atacado preserva sua importância na economia. Por fim, observou-se que a distribuição espacial do potencial de mercado relativo não divergia significativamente da distribuição da densidade do emprego estimado e da distribuição da densidade da receita líquida de revenda do varejista estimada, sugerindo que estas variáveis possam ser utilizadas como variáveis proxies. / This paper is a study on the marketing potential of wholesale companies based on the retail of building supplies, in the São Paulo state municipalities, during the 1997 - 2002 timeperiods. The focus of this study is on the demand for power electrical supplies. The study comprehends: a literature review; the conduction of a field research together with building supplies retailers; the employment of several secondary data; and, an estimation of the market potential with the application of linear hierarchical models. The presented model has been developed in four steps. First, with the application of a three level hierarchical model, employment volume is estimated on the building supplies retailing for each municipality. This is based on the total wage and salary income of each municipality and, on the dynamism of the population in the microregions and the mesoregions of São Paulo state. Second, with a two level hierarchical model, retail sales revenue is estimated based on the employment volume generated by the retailing business. Third, based on a field research, a relationship between retail sales revenue and the market potential for the wholesale business is established. At last, the determined market potential is validated when compared to the annual sales of a wholesaler of reference. The verified results validate the application of the presented model. Either by means of direct or indirect data collection, the conducted research highlights the importance of the wholesale business, mainly as supplier for the retailing business, where this latter has increased with the stability of the economy. Thus, even in face of a tough environment competition, due to the strengthening of the retail business and the desire on the part of the manufacturers to expand direct sales, the wholesale business still retains its importance on the economy. Finally, it was observed that the spatial distribution of a determined market potential does not differ significantly from the distribution of the estimated employment density nor from the distribution of the estimated resale net revenue density of the retailer, which suggests that these variables may be used as proxies.