O Brasil está entre os países que mais possuem riquezas minerais no mundo, tendo inclusive o ouro um papel importante em sua história nos séculos XVII e XVIII. Desde então, novas descobertas ocorreram e estudos geológicos e geofísicos foram realizados por universidades, empresas privadas e públicas. Destes estudos, dominam aqueles de escala local, com o objetivo de identificar novos depósitos minerais em detrimento dos estudos regionais, com objetivo de estudar a gênese e evolução da província. De modo a contribuir com os estudos regionais, o presente trabalho analisou a aplicabilidade dos modelos que utilizam dados de gravimetria por satélite e determinou qual modelo apresenta melhores resultados para estudo nas seguintes províncias minerais brasileiras: Alta Floresta, Carajás, Quadrilátero Ferrífero e Tapajós. Os modelos estudados foram: EGM96 (grau/ordem 360), EGM2008 (grau/ordem 2190/2159), EGM2008upto360 (grau/ordem 360), EIGEN-CG03C (grau/ordem 360) e go_cons_gcf_2_tim_r4 (grau/ordem 240), todos acessíveis de forma gratuita pelo portal ICGEM (International Centre for Global Earth Models). O efeito isostático de cargas litosféricas e sua contribuição para a anomalia Bouguer foram modelados com base na equação de deflexão da litosfera. De modo a removê- lo, a modelagem foi realizada para toda a América do Sul e seu efeito foi subtraído da anomalia Bouguer de cada província mineral estudada, resultando na grandeza denominada residual da anomalia Bouguer. Tanto os mapas de anomalia Bouguer como os mapas de residual da anomalia Bouguer foram comparados entre si e com dados terrestres, quando disponíveis na literatura, a fim de averiguar eventuais artefatos de processamento dos modelos que poderiam ser interpretados erroneamente. Perfis representativos também foram comparados, de modo a observar a amplitude relativa das anomalias de forma quantitativa. Os resultados obtidos mostram que há uma boa correlação em escala regional entre dados de satélite e terrestres nas províncias Alta Floresta e Quadrilátero Ferrífero para todos os modelos estudados, fato que corrobora a aplicabilidade destes dados para a metodologia utilizada. O modelo que se mostrou mais adequado tanto em nível de detalhamento quanto em identificação de anomalias de menor comprimento de onda foi o EGM2008 principalmente para a província do Quadrilátero Ferrífero. Para o restante das províncias houve diferenças pouco significativas entre os modelos EGM2008 e EGM2008upto360, indicando que para estas regiões as anomalias associadas a grau e ordem superiores a 360 pouco influenciam nos mapas de residual e de anomalia Bouguer em escala regional. O modelo que menos se adequa ao estudo nas áreas estudadas é o go_cons_gcf_2_tim_r4, provavelmente porque, além de possuir os menores grau e ordem dentre os modelos estudados, é o único que utiliza apenas dados de satélite em sua elaboração. A partir dos dados de anomalia Bouguer e, principalmente, de residual da anomalia Bouguer é possível observar correlação sistemática entre altos anômalos e a localização das minas para as províncias de Quadrilátero Ferrífero e Alta Floresta. Essa correlação vista a partir de dados de acesso gratuito permite definir regiões de interesse exploratório em escala local, melhorando a eficiência e eficácia dos recursos já escassos na exploração mineral brasileira. / Brazil is one of the countries that possess most mineral riches in the world: gold, for example, has played an important role in its history in the seventeenth and eighteenth centuries. Since then, new discoveries have occurred and geological and geophysical studies have been carried out by universities, private and public companies. These studies are mainly of local scale, focusing on identifying new mineral deposits instead of regional studies, which focus on the genesis and evolution of the province. In order to contribute to the regional studies, the present work analyzed the applicability of the models that use satellite gravimetry data and determined which model presents the best results in the following Brazilian mineral provinces: Alta Floresta, Carajás, Quadrilátero Ferrífero and Tapajós. The models studied were EGM96 (degree / order 360), EGM2008 (degree / order 2190/2159), EGM2008upto360 (degree / order 360), EIGEN-CG03C (degree / order 360) and go_cons_gcf_2_tim_r4 (degree / order 240), each of them accessible by ICGEM (International Center for Global Earth Models) portal. The isostatic effect of the lithospheric loads and their contribution to the Bouguer anomaly were modeled based on the lithosphere deflection equation. In order to remove it, the modeling was carried out for the entire South America territory and its effect was subtracted from the Bouguer anomaly of each studied mineral province, resulting in the residual Bouguer anomaly. Both Bouguer and the residual Bouguer anomalies were compared to each other and to terrestrial data when available in the literature to ascertain possible processing artifacts that could be misinterpreted. Representative profiles were also compared in order to observe the relative amplitude of the anomalies quantitatively. The results show that, for example, there is a good regional correlation between satellite and terrestrial data in the Alta Floresta and Quadrilátero Ferrífero provinces for all the models studied, which corroborates the applicability of these data to the methodology used. The most appropriated model regarding the level of detail and the identification of shorter wavelength anomalies was the EGM2008 specially for the Quadrilátero Ferrífero province. For the remaining provinces there were slight differences between the EGM2008 and EGM2008upto360 models, indicating that for these regions anomalies associated with degree and order higher than 360 have little influence to the Bouguer and residual Bouguer anomalies on a regional scale. The model least suitable for the studied areas is go_cons_gcf_2_tim_r4, probably because, in addition to having the lowest degree and order among the studied models, it is the only one that uses only satellite data in its elaboration. From the Bouguer anomaly and specially from residual Bouguer anomaly it is possible to observe systematic correlation between anomalous highs and the location of the mines for the provinces of Quadrilátero Ferrífero and Alta Floresta. This correlation, based on free access data, allows the definition of regions of exploratory interest at a local scale, improving the efficiency and effectiveness of resources already scarce in Brazilian mineral exploration.

O presente estudo desenvolve uma metodologia que agrega os produtos do sensoriamento remoto, em especial imagens provenientes de satélites de alta resolução espacial, como é o caso do satélite IKONOS, com os recursos dos sistemas de informações geográficas - SIG, para planejamento de Engenharia de Transportes. O parâmetro considerado é a acessibilidade. As cidades brasileiras, notadamente as de grande e médio porte, a partir da segunda metade do século passado até os dias atuais, vêm passando por uma expansão urbana rápida, crescente e desordenada, devido à ausência do planejamento urbano. Em virtude disso ocorrem sérios problemas sociais e econômicos. As medidas de acessibilidade podem ser utilizadas pelo administrador público para promover um adequado planejamento urbano dos municípios, principalmente o planejamento da infraestrutura viária e dos sistemas de transporte público coletivo. O objetivo é apresentar um arcabouço metodológico que se vale dos produtos de sensoriamento remoto e análises em ambiente SIG, para a extração e obtenção dos dados necessários para a determinação do índice de acessibilidade do setor empresarial do município de Osasco, localizado na Região Metropolitana de São Paulo. A partir de uma classificação baseada em objetos da imagem do município adquirida pelo sensor multiespectral do satélite IKONOS II, extraiu-se informações pertinentes quanto à localização das atividades comerciais e industriais do município, bem como sua posição em relação ao sistema viário da cidade. Os dados são convertidos e manipulados em um ambiente SIG. Após essa manipulação a medida de acessibilidade referente aos estabelecimentos comerciais e industriais de Osasco pode ser determinada. Tem-se, portanto, o índice de acessibilidade da atividade comercial e industrial do município. Índice esse, útil, por exemplo, para futuros investimentos e empreendimentos nesse setor para o município. A proposição desta metodologia se justifica, pois a detecção remota dos dados diminui o custo e o tempo despendidos em pesquisas de campo e atualizações de dados cadastrais. Desta forma, ela é uma alternativa interessante e bastante conveniente para localidades que não possuam dados em cadastro ou estes estão desatualizados. A validação desse método se verifica com o cálculo dessa mesma acessibilidade pelo método convencional, ou seja, com os dados do cadastro da Prefeitura do Município de Osasco, partindo da hipótese de que esses dados são corretos e confiáveis. Ao se comparar essas duas acessibilidades pode-se concluir sobre a aplicabilidade da metodologia proposta. Ao final, é possível verificar que a metodologia proposta pode ser aplicada, e é uma alternativa viável para localidades que não possuam dados cadastrais passíveis de serem usados para a determinação do índice de acessibilidade. / Considering the continuous urban growth, the lack of urban planning produces serious consequences whatever the subject. The accelerated and disordered urban sprawl faced by Brazilian cities since the 1950\'s has levered serious social and economic problems. In this context, the accessibility measures can be used as one of the several indicators to promote urban planning, mainly the highway network infrastructure and the public transportation system planning. This paper addresses a methodology for getting an accessibility index based on Remote Sensing and GIS technologies. Thus, objects of interest are detected from high resolution satellite images and then computed using GIS tools in order to refine the contextual classification process. Moreover, based on these objects as well as those based on the existing transportation road system, an accessibility index map is generated. Metrics of accessibility have been employed to validate the effective use of the proposed methodology for transportation planning. The accessibility measures are described and analyzed through a case of study in the city of Osasco, in the Metropolitan Region of São Paulo, Brazil. The proposed methodology consists in using the IKONOS II images to extract all the information needed to estimate accessibility. In order to do this, the first step is to do an object-based classification of the IKONOS II images. The goal of this classification is to find the commercials and industrial establishments located in the study area, and to extract the highway network of the city. These spatial data are analyzed within a GIS environment and an accessibility index is calculated using the parameters mined from the satellite images. This index is called Commercial and Industrial (C&I) accessibility, and it can be compared with C&I accessibility of other localities. The use of this methodology can be justified based on the fact that there are places with no recorded data or with outdated recorded data (highway network or C&I establishments). In this case, Remote Sensing Technologies can provide support for estimating the accessibility map index. Moreover, Remote Sensing can offer a significant reduction in cost and time for getting the database. The validation of this method is done by calculating the C&I accessibility index of the same study area through recorded data available in the Osasco municipality. These two accessibility index are compared, so it is possible to conclude about the efficiency of the proposed methodology. Therefore, the proposed methodology can be applied and it leads to satisfactory results.

A T E N C I Ó ! ! !Per consultar aquesta tesi cal navegar partint del fitxer 0INICI.pdfRESUMENLas variables físicas que describen la mezcla, son perfectamente comparables para experimentos de laboratorio estudiados por un nutrido grupo de investigadores en la dinámica de fluidos medioambientales. En este trabajo se relacionan variables de tipo físicas y biológicas y se destaca el uso de las primeras como ayuda en la interpretación de las variables biológicas, demostrándose su utilidad. Se utilizan además distintos experimentos de laboratorio enfocados al estudio de la dinámica de la mezcla turbulenta en un flujo estratificado inducida por cizalla y a las escalas de las estructuras inducidas por dinámica de la pluma en el delta. Este objetivo se lleva a cabo describiendo las características de un ambientes estuarino y de la pluma por medio de indicadores como el número de Richardson y de Reynolds. Para ello se emplea una metodología avanzada de toma de muestras, técnicas experimentales de laboratorio como procesamiento de imágenes y técnicas numéricas para la modelización de la pluma en la desembocadura del estuario.El estuario bajo estudio se encuentra presente en el delta del Ebro, donde existe la mayor parte de año una cuña estable que es controlada principalmente por los caudales locales del río. Con la finalidad de observar una cuña estable, se realizo una campaña en el mes de julio de 1997. Adicionalmente para la obtención de variable a partir de las cuales puede hacerse una descripción de la dinámica de la mezcla y la obtención de variables biológicas, se desarrollaron una serie de campañas donde se buscaron diferentes condiciones del flujo del río que determina la mezcla en el estuario; estas campañas se realizaron las fechas del 5 de abril de 1998, 12 de julio, 5 de octubre de 1999 y 5 de febrero de 2000. En este trabajo junto al trabajo de campo, se realizan experimentos de laboratorio y simulaciones numéricas; se establece además un criterio cuantitativo del inicio y final de una capa de una estratificación en la columna de agua, se establecen zonas características de la mezcla en el estuario, la distancia de la cabeza de la pluma en cualquier punto del estuario incluyendo la boca a partir de la medida de la densidad mínima en la columna de agua, que la medida de los caudales locales maneja dinámica de la mezcla tanto en el cuerpo del estuario como en la pluma, además de medidas de eficiencia de mezcla, relaciones de la abundancia de organismos típicos de agua marina en el estuario de acuerdo a uno de los descriptores de la mezcla como el número de Reynolds, se describe la dinámica general de la circulación superficial inducida por la pluma en la zona costera adyacente del delta del Ebro por medio del seguimiento de partículas trazadoras y de la circulación en la columna de agua por seguimiento de colorante, por último se comparan las estructuras y escalas dominantes observadas experimentalmente con estructuras observadas por medio de percepción remota y simulaciones numéricas obteniéndose una buena correlación con los tendencias las medidas naturales y experimentales de laboratorio y numéricas. / Physical variables that describe mixing are compared with experimental laboratory results from a large number of studies of mixing dynamics in environmental fluids to find habitat regimes for primary production. The work relates physical and biological variables, and emphasises the utility of laboratory studies. Several laboratory experiments that focused on turbulent mixing dynamics in stratified shear flows are used to describe (a) mixing in the estuary and (b) induced circulation in the river plume. Mixing descriptors as entrainment, Richardson number and Reynolds number and field data were employed, and advanced techniques of laboratory simulations, image processing and numerical modelling were used to match (a) to (b). Four kinds of experiments were used to describe the dynamics in the whole estuary. 1) Mixing turbulence across a density interface generated by an oscillating grid inside a mixing-box. 2) The horizontal advance of a turbulent front in a stratified system with a lateral current, inside a 1 m x 1 m square box. 3) Induced circulation in the delta del Ebro slope and shelf that were performed with an experimental model in a 2 m x 4 m rectangular tank on a 5-m diameter turntable. 4) Dispersion simulations in the river plume with the OCK3D code. Experiments 1 and 2 were developed in the UPC applied physic laboratories in Barcelona, experiments 3 were performed in the SINTEF laboratories in Trondheim and numerical experiments 4 were realized in the LSEET laboratories in Toulon. The estuary under study is the delta of the del Ebro, where a stable saline wedge is present the greater part of the year, driven by the river flow. A field campaign was carried out to observe a complete large stable saline wedge during the month of July of 1997. Additionally, to obtain the physical descriptors, cruises were made on 5 April, 1998, 12 July and 5 October, 1999 and 5 February, 2000 to observe several flow conditions in the river estuary. Particle tracking and optical measurements in the water column were used to study the induced length scale dynamics in the shelf and slope of the delta del Ebro. The dominant structures and scales from SAR images and numerical and laboratory simulations were compared with the field data.With the help of laboratory and field experiments and numerical simulations, qualitative criteria were suggested to determine the extent of the interface ending in a stratified water column, the different mixing characteristic zones within the estuary, and the distance of the estuary head, since elsewhere points in the estuary (including the river mouth) are obtained by means of the minimum density in the water column. Both estuary mixing and plume dynamics are driven by the local flow. In the present analysis of mixing efficiency, the phytoplankton abundance is in accord with the Reynolds number as a mixing descriptor.

Submitted by Johnny Rodrigues (johnnyrodrigues@ufcg.edu.br) on 2018-08-27T15:16:39Z No. of bitstreams: 1 JOHN ELTON DE BRITO LEITE CUNHA - DISSERTAÇÃO PPGECA 2011..pdf: 7377810 bytes, checksum: 5d7dfcb1bbd1b5f64594d483219df510 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-08-27T15:16:39Z (GMT). No. of bitstreams: 1 JOHN ELTON DE BRITO LEITE CUNHA - DISSERTAÇÃO PPGECA 2011..pdf: 7377810 bytes, checksum: 5d7dfcb1bbd1b5f64594d483219df510 (MD5) Previous issue date: 2011-12-13 / CNPq / Os princípios físicos ligados ao fenómeno da evapotranspiração são relativamente complexos e variáveis no tempo e no espaço. A maioria das informações e estimativas de consumo de água em sistemas não agrícolas vem de medições locais, sendo válidas apenas para região em torno do experimento. As mudanças no uso da terra influenciam diretamente o ciclo hidrológico e podem afetar as atividades humanas. Nas regiões de clima semiárido é complexa a análise multi-temporal dos processos de mudanças na cobertura da terra e influências no clima regional. Mudanças no regime pluviométrico podem interferir diretamente na resposta da cobertura vegetal e consequentemente nos componentes do ciclo hidrológico. Neste contexto, técnicas de sensoríamento remoto têm sido utilizadas em estudos temporais de análise das mudanças da cobertura e influências no balanço de energia e da água. Neste trabalho utiiizaram-se os produtos derivados de sensores orbitais para compreensão da dinâmica da cobertura vegetal e suas influências no balanço de energia e da água em regiões semiáridas do Brasil e Portugal. Estes produtos foram analisados a partir de dados de campo. Os resultados apresentados mostram uma boa correlação entre os dados de campo e os obtidos por sensoríamento remoto. Devido à característica espacial dos produtos derivados de sensores orbitais foi possível compreender a dinâmica espacial e multi-temporal da vegetação e suas influências no balanço de energia e da água nas áreas de estudo. Conclui-se que é viável a utilização de técnicas de sensoríamento remoto na estimativa dos componentes do balanço de energia e evapotranspiração, diante da pequena diferença apresentada na comparação com os dados de campo, o que contribuiu para compreensão da dinâmica da cobertura vegetai e suas influências no balanço de energia e da água em regiões semiáridas. / The physical principies related to the phenomenon of evapotranspiration are relatively complex and variabie in time and space. Most of the information and estimates of water consumption in non-agricultural systems comes from local measurements and it is only valid for the region around the experiment. Changes in land use cause changes in the hydrologic cycle and may affect human activities. In semi-arid regions the multi-temporal analysis of changes in land cover and its influences on regional climate is very complicated. Changes in rainfall may change the vegetation cover and consequentiy the components of the hydrologicai cycle. In this context, remote sensing techniques have been used in temporal studies of land use changes and their influences on water and energy balance. Products from orbital sensors are used for understanding the iandscape dynamics and their influence on water and energy balance in semiarid regions of Brazil and Portugal. These products were compared with ground truth. The results show a good correlation between ground truth data and remote sense data. Due to the spatiai characteristic of remote sense products, it was possible to better understand the spatiai and multitemporal dynamics of Iandscape and their influence on water and energy balance in the studied áreas. It is concluded that the utilization of remote sensing techniques is viable in estimating the components of energy balance and evapotranspiration, due to have presented a small difference when compared to field data, which contributed to understanding the dynamics of vegetation and its influence on the energy and water balance in semiarid regions.

Submitted by Josué Cardoso dos Santos (josuesantosunesp@gmail.com) on 2018-09-10T18:36:37Z No. of bitstreams: 1 Tese_Final_Josue_Cardoso_Santos.pdf: 78449557 bytes, checksum: 4515b9cb7cc346753f7e9682b8e037de (MD5) / Approved for entry into archive by Pamella Benevides Gonçalves null (pamella@feg.unesp.br) on 2018-09-10T18:47:05Z (GMT) No. of bitstreams: 1 santos_jc_dr_guara.pdf: 78449557 bytes, checksum: 4515b9cb7cc346753f7e9682b8e037de (MD5) / Made available in DSpace on 2018-09-10T18:47:05Z (GMT). No. of bitstreams: 1 santos_jc_dr_guara.pdf: 78449557 bytes, checksum: 4515b9cb7cc346753f7e9682b8e037de (MD5) Previous issue date: 2018-07-04 / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / Nowadays, despite the technological development experienced by science in general, a fact especially evident by the available powerful computer machines, the analytical and semi-analytical methods to study different space problems are still of great importance in the fields of astrodynamics and celestial mechanics. From the physical understanding of the motion of celestial bodies to the planing and designing of space missions, the use of mathematical models to deal with a very large number of contemporary problems plays a fundamental role in the progress of human knowledge. In this context, the present thesis presents the use of different mathematical techniques to deal with different various and current problems in astrodynamics and celestial mechanics. The studies developed throughout this work are applicable to both areas. The topics studied are the following ones: (1) The development of disturbing potentials using the double-averaging process, in order to be included in the Lagrange planetary which are numerically integrated to study features of orbits around Mercury and the Galilean moon Callisto; (2) The use of different perturbation integrals, techniques to identify and map different perturbations present in a planetary system, with focus on the analysis of systems of Giant planets with their massive moons; (3) The use of the concept of intermediary Hamiltonian and the use of a canonical transformation called elimination of the parallax, both to deal with binary systems in the context of the roto-orbital dynamics, this one as an approach of the fulltwo body problem; (4) An updated analysis of Gauss variational equations to study quasisatellite orbits around the Martian moon Phobos and with analytical predictions made after obtaining linear and averaged equations of motions. Therefore, this thesis intend not only to provide important analysis and results for each specific problem which it deals with along its pages, but also seeks to highlighting the merit and current relevance of different analytical and semi-analytical methods to be used in the fields of astrodynamics and celestial mechanics. Additionally, the author also hopes to offer an outcome of diverse interesting ideas and methods to be explored in future investigations in these research fields / Na atualidade, a despeito do desenvolvimento tecnológico experimentado pela ciência em geral, algo especialmente evidenciado por poderosas máquinas computacionais disponíveis, os métodos analíticos e semianalíticos para o estudo de diferentes problemas espaciais ainda são de grande importância nos campos de astrodinâmica e mecânica celeste. Desde a compreensão física do movimento de corpos celestes até ao planejamento e projeto de missões espaciais, o uso de modelos matemáticos para lidar com um grande número de problemas contemporâneos desempenha um papel fundamental no progresso do conhecimento humano. Neste contexto, a presente tese apresenta o uso de diferentes técnicas matemáticas para lidar com diversos e atuais problemas em astrodinâmica e mecânica celeste. Os estudos desenvolvidos ao longo deste trabalho são aplicáveis à ambas as áreas. Os tópicos estudados são os seguintes: (1) O desenvolvimento de potenciais perturbadores usando o processo de dupla média, de forma a serem incluídos nas equações planetárias de Lagrange que são integradas numericamente para estudar características de órbitas ao redor de Mercúrio e da lua galileana Calisto; (2) A utilização de diferentes integrais de perturbação, técnicas para identificar e mapear diferentes perturbações presentes em um sistema planetário, com foco na análise de sistemas de planetas gigantes com suas luas massivas; (3) A utilização do conceito de hamiltoniana intermediária e o uso de uma transformação canônica chamada eliminação da paralaxe, ambos para lidar com sistemas binários no contexto da dinâmica roto-orbital, essa sendo uma aproximação do problema completo de dois corpos; (3) Uma análise atualizada de equações variacionais de Gauss para o estudo de órbitas quasi-satélite ao redor da lua marciana Fobos e com predições analíticas realizadas após serem obtidas equações de movimento linearizadas e com média. Portanto, esta tese pretende não somente prover importantes análises e resultados para cada problema específico com os quais a mesma lida ao longo de suas páginas, mas também procura destacar o mérito e relevância atual de diferentes métodos analíticos e semianalíticos a serem utilizados nos campos de astrodinâmica e mecânica celeste. Adicionalmente, o autor também espera oferecer um produto de variadas ideias e métodos a serem explorados em futuras investigações nesses campos de pesquisa / 2013/26652-4 / 2015/18881-9

Somente no ano de 2011 foram adquiridos mais de 1.000TB de novos registros digitais de imagem advindos de Sensoriamento Remoto orbital. Tal gama de registros, que possui uma progressão geométrica crescente, é adicionada, anualmente, a incrível e extraordinária massa de dados de imagens orbitais já existentes da superfície da Terra (adquiridos desde a década de 70 do século passado). Esta quantidade maciça de registros, onde a grande maioria sequer foi processada, requer ferramentas computacionais que permitam o reconhecimento automático de padrões de imagem desejados, de modo a permitir a extração dos objetos geográficos e de alvos de interesse, de forma mais rápida e concisa. A proposta de tal reconhecimento ser realizado automaticamente por meio da integração de técnicas de Análise Espectral e de Inteligência Computacional com base no Conhecimento adquirido por especialista em imagem foi implementada na forma de um integrador com base nas técnicas de Redes Neurais Computacionais (ou Artificiais) (através do Mapa de Características Auto- Organizáveis de Kohonen SOFM) e de Lógica Difusa ou Fuzzy (através de Mamdani). Estas foram aplicadas às assinaturas espectrais de cada padrão de interesse, formadas pelos níveis de quantização ou níveis de cinza do respectivo padrão em cada uma das bandas espectrais, de forma que a classificação dos padrões irá depender, de forma indissociável, da correlação das assinaturas espectrais nas seis bandas do sensor, tal qual o trabalho dos especialistas em imagens. Foram utilizadas as bandas 1 a 5 e 7 do satélite LANDSAT-5 para a determinação de cinco classes/alvos de interesse da cobertura e ocupação terrestre em três recortes da área-teste, situados no Estado do Rio de Janeiro (Guaratiba, Mangaratiba e Magé) nesta integração, com confrontação dos resultados obtidos com aqueles derivados da interpretação da especialista em imagens, a qual foi corroborada através de verificação da verdade terrestre. Houve também a comparação dos resultados obtidos no integrador com dois sistemas computacionais comerciais (IDRISI Taiga e ENVI 4.8), no que tange a qualidade da classificação (índice Kappa) e tempo de resposta. O integrador, com classificações híbridas (supervisionadas e não supervisionadas) em sua implementação, provou ser eficaz no reconhecimento automático (não supervisionado) de padrões multiespectrais e no aprendizado destes padrões, pois para cada uma das entradas dos recortes da área-teste, menor foi o aprendizado necessário para sua classificação alcançar um acerto médio final de 87%, frente às classificações da especialista em imagem. A sua eficácia também foi comprovada frente aos sistemas computacionais testados, com índice Kappa médio de 0,86. / Only in 2011 were acquired over 1.000TB of new digital image registers arising from orbital remote sensing. This range of data, which has a geometric progression increasing, is added annually to an extraordinary and incredible mass of data from existing satellite images of Earth's surface (acquired since the 70s of last century). This massive amount of raw data requires computational tools which allow the automatic recognition of image patterns desired to allow the extraction of geographical objects and targets of interest more quickly and concisely. The proposal for such recognition to be performed automatically through Spectral Analysis and Computational Intelligence integration, based on knowledge acquired by image experts, was implemented as an integrator based on Computational Neural Networks (via Kohonens Self-Organizing Feature Maps - SOM) and Fuzzy Logic (through Mamdani) techniques. These techniques were applied to the spectral signatures pattern formed by the quantization levels or gray levels of the corresponding pattern in each spectral band of each pattern of interest, so that the pattern classification will depend, in an inseparable manner, of the spectral signatures correlation of the six bands of the sensor, like the work of image experts. Bands 1 to 5 and 7 of the Landsat-5 satellite were used for the determination of five classes / targets of interest in cover and land occupation, in three test areas located in the State of Rio de Janeiro (Guaratiba, Mangaratiba and Magé) in this integration with comparison of results with those derived from the interpretation of the imaging expert, which was corroborated by checking the ground truth. There was also a results comparison obtained with two commercial computer systems (IDRISI Taiga and ENVI 4.8) with the integrator, regarding the quality of classification (Kappa) and response time. The integrator, with hybrid classifications (supervised and unsupervised) in its implementation, proved to be effective in multispectral automatic (unsupervised) pattern recognition and in learning of these patterns, because as the input of a new test area occurs, the lower became the process of learning, which achieve a final average accuracy o f 87%, compared to the experts classifications. Its efficacy was also demonstrated compared to systems tested, with average Kappa of 0.86.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / The no-tillage system (SPD) was one of the main innovations in Brazilian agriculture, but there are still discussions about how to achieve and maintain its quality and sustainability. The management of SPD areas through management zones presents great potential for this purpose, since it integrates different variables in order to facilitate and increase the technical and computerized management of agricultural practices and consequently the reduction of polluting potencies in environments. Among the main variables used to delimit management zones are the chemical attributes, yield maps and recently the NDVI index. In this sense, with Article I, the objective was to delimit management zones through yield maps and NDVIs derived from satellite images in historical series. To do this, in an area of 118 ha, three yield maps of different cultures between the years of 2010 to 2015 were selected and for each yield map we searched for the images from the Landsat 5 and 8 satellite that included a date in of the cycle of the crop in question from which the NDVI was calculated and also with the intention of verifying the stability of the NDVI generated in different crop cycles, four other satellite images were selected for four crops according to the historical of the study area, between the years 2007 and 2013. In article II, the objective was to verify the variability caused by the winter cover crop in the summer crop and if the NDVI index performed by land and with a RPAS is able to evidence this variability in the summer crop. In an area 73.96 there was applied a sampling grid of 70.71 x 70.71 m (0.5 ha), where soil sampling for chemical analysis and dry matter nutrients accumulated in the winter cover crop of black oats where soybean was sown in the summer, in which in the R5 and R5.5 stages evaluations were carried out with a portable sensor "by land" and with a RPAS for obtaining of the NDVI index and finally the grain yield of the soybean was determined, as well as the final population of plants. With the results, NDVI from satellite images can replace and/or compose the yield maps (article I) and that the dry mass and accumulated nutrients in the winter crop interfere with the yield of the summer crop and the NDVI index performed by land or with a RPAS was effective in expressing this variability (article II). / O Sistema Plantio Direto (SPD) foi uma das principais inovações na agricultura brasileira, contudo ainda há discussões sobre como alcançar e manter sua qualidade e sustentabilidade. A gestão de áreas sob SPD por meio de zonas de manejo, apresenta grande potencial para essa finalidade, pois integra diferentes variáveis afim de facilitar e incrementar a gestão tecnificada e informatizada das práticas agrícolas, e em consequência a redução de potencias poluidores no ambiente. Entre as principais variáveis utilizadas para delimitar zonas de manejo estão os atributos químicos, mapas de rendimento e recentemente o índice NDVI. Nesse sentido, com o artigo I objetivou-se delimitar zonas de manejo por meio de mapas de rendimento e NDVI oriundos de imagens de satélite em series históricas. Para isso, em uma área de 118 ha, selecionou-se três mapas de rendimento de diferentes culturas compreendidas entre os anos de 2010 a 2015 e para cada mapa de rendimento buscou-se selecionar as imagens satélite oriundas série Landsat que compreendessem uma data dentro do ciclo da cultura em questão a partir das quais procedeu-se o cálculo do NDVI e ainda com o intuito de verificar a estabilidade do NDVI gerado em diferentes ciclos de cultivo, foram selecionadas outras quatro imagens de satélites referentes a quatro cultivos, segundo o histórico de cultivo da área de estudo, compreendidos entre os anos de 2007 a 2013. Já no artigo II, o objetivo foi verificar a variabilidade causada pela cultura de cobertura de inverno na cultura de verão e se o índice de NDVI realizado “por terra” e com um RPAS é capaz de evidenciar essa variabilidade na cultura de verão. Em uma área 73,96 ha, aplicou-se uma malha amostral de 70,71 x 70,71 m (0,5 ha), onde realizou-se a amostragem de solo para a análise química e as avaliações de matéria seca e os nutrientes acumulados na cultura de cobertura inverno da aveia preta onde sobre esta, foi semeada no verão a cultura da soja, na qual nos estágios R5 e R5.5 foram realizadas avaliações com um sensor portátil “por terra” e com um RPAS para a obtenção do índice de NDVI e por final determinou-se o rendimento de grãos da soja, bem como, a população final de plantas. Com os resultados, constatou-se que O NDVI foi um bom parâmetro para delimitar duas zonas de manejo de alto e baixo potencial (artigo I) e que a matéria seca e os nutrientes acumulados na cultura de inverno interferem o rendimento da cultura de verão, sendo que o índice de NDVI realizado “por terra” ou com um RPAS foi eficaz em expressar essa variabilidade (artigo II).

Made available in DSpace on 2015-05-14T12:36:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Arquivototal.pdf: 3633724 bytes, checksum: f53669bf4f692585666fd625941bdbe0 (MD5) Previous issue date: 2012-07-31 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The amount of data generated and transmitted by satellites to ground stations is always growing. As the technology advances, space imaging systems, especially those present in Earth observing missions, use equipment of increasing resolutions. Hence, it is necessary to ensure that this great quantity of data arrives at their destination reliably. Among some techniques involved, data compression plays an important role to accomplish this requirement. A data compression system for this purpose must comply with some conditions, particularly regarding performance. In this context, hardware implementations based on prediction and Golomb-Rice coding has achieved excellent results considering hardware and compression performance in both lossless and lossy cases. This work proposes a digital hardware approach of a low complexity satellite image lossless compressor based on prediction and Golomb-Rice coding that is attuned to the balance between performance requirements and error propagation, a common issue in space systems environment that is enhanced by data compression. In order to validate and analyze the compressor, a functional verification and FPGA prototyping methodology were followed. Given an image set from Brazilian's National Institute for Space Research (INPE, in the Portuguese acronym), CBERS-2B satellite, its results in FPGA show that this compressor achieves average compression ratio of 3.4, comparable value to related works in this area, and throughput of 28 MPixel/s (224 Mbit/s). Taking advantage of images nature, its compression can be parallelized through simultaneous multi-cores compressors. For example, using 5 cores, this work is able to compress those images in a rate of 142 MPixel/s (1.1 Gbit/s). All these features make it useful and effective in a current remote sensing imaging system. / A quantidade de dados gerados e transmitidos pelos satélites para as estações na Terra é cada vez maiores. Com o passar do tempo e avanço da tecnologia, os sistemas de imageamento espaciais, particularmente as missões de observação da Terra, tem utilizado equipamentos com resoluções cada vez maiores. Por esse motivo, se faz necessário garantir que os dados cheguem ao destino de maneira confiável. Dentre algumas técnicas envolvidas, a compressão de dados é o meio mais viável de alcançar esse requisito. Um sistema de compressão de dados para esse fim deve obedecer algumas condições, principalmente quanto ao desempenho. Nesse contexto, implementações em hardware baseadas em predição e codificação de Golomb-Rice têm obtido excelentes resultados considerando desempenho do hardware e da compressão, tanto nos casos sem perdas como nos com perdas. O presente trabalho apresenta uma proposta de hardware digital de um compressor sem perdas para imagens de satélite baseado em predição e codificação Golomb-Rice que busca um balanceamento entre os requisitos de desempenho e a propagação de erros, um problema comum no âmbito de sistemas espaciais e que é potencializado no caso dos compressores de dados. Para validação e análise do compressor, é seguida uma metodologia de verificação funcional de hardware digital e o desenvolvimento de um protótipo em FPGA. Dado um conjunto de imagens do satélite CBERS-2B disponibilizadas pelo Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais, os resultados obtidos em FPGA mostram que esse compressor alcança razão de compressão média de 3,4, valor comparável a trabalhos correlatos, e velocidade de 28 MPixel/s (224 Mbit/s). Considerando a natureza das imagens, a compressão pode ser paralelizada por meio de simultâneos núcleos compressores em uma abordagem multicore. Por exemplo, usando 5 núcleos, o sistema proposto é capaz de comprimir essas imagens em uma velocidade de 142 MPixel/s (1.1 Gbit/s). Todas essas características tornam-no útil e efetivo para a aplicação em um sistema moderno de imageamento para sensoriamento remoto.

Somente no ano de 2011 foram adquiridos mais de 1.000TB de novos registros digitais de imagem advindos de Sensoriamento Remoto orbital. Tal gama de registros, que possui uma progressão geométrica crescente, é adicionada, anualmente, a incrível e extraordinária massa de dados de imagens orbitais já existentes da superfície da Terra (adquiridos desde a década de 70 do século passado). Esta quantidade maciça de registros, onde a grande maioria sequer foi processada, requer ferramentas computacionais que permitam o reconhecimento automático de padrões de imagem desejados, de modo a permitir a extração dos objetos geográficos e de alvos de interesse, de forma mais rápida e concisa. A proposta de tal reconhecimento ser realizado automaticamente por meio da integração de técnicas de Análise Espectral e de Inteligência Computacional com base no Conhecimento adquirido por especialista em imagem foi implementada na forma de um integrador com base nas técnicas de Redes Neurais Computacionais (ou Artificiais) (através do Mapa de Características Auto- Organizáveis de Kohonen SOFM) e de Lógica Difusa ou Fuzzy (através de Mamdani). Estas foram aplicadas às assinaturas espectrais de cada padrão de interesse, formadas pelos níveis de quantização ou níveis de cinza do respectivo padrão em cada uma das bandas espectrais, de forma que a classificação dos padrões irá depender, de forma indissociável, da correlação das assinaturas espectrais nas seis bandas do sensor, tal qual o trabalho dos especialistas em imagens. Foram utilizadas as bandas 1 a 5 e 7 do satélite LANDSAT-5 para a determinação de cinco classes/alvos de interesse da cobertura e ocupação terrestre em três recortes da área-teste, situados no Estado do Rio de Janeiro (Guaratiba, Mangaratiba e Magé) nesta integração, com confrontação dos resultados obtidos com aqueles derivados da interpretação da especialista em imagens, a qual foi corroborada através de verificação da verdade terrestre. Houve também a comparação dos resultados obtidos no integrador com dois sistemas computacionais comerciais (IDRISI Taiga e ENVI 4.8), no que tange a qualidade da classificação (índice Kappa) e tempo de resposta. O integrador, com classificações híbridas (supervisionadas e não supervisionadas) em sua implementação, provou ser eficaz no reconhecimento automático (não supervisionado) de padrões multiespectrais e no aprendizado destes padrões, pois para cada uma das entradas dos recortes da área-teste, menor foi o aprendizado necessário para sua classificação alcançar um acerto médio final de 87%, frente às classificações da especialista em imagem. A sua eficácia também foi comprovada frente aos sistemas computacionais testados, com índice Kappa médio de 0,86. / Only in 2011 were acquired over 1.000TB of new digital image registers arising from orbital remote sensing. This range of data, which has a geometric progression increasing, is added annually to an extraordinary and incredible mass of data from existing satellite images of Earth's surface (acquired since the 70s of last century). This massive amount of raw data requires computational tools which allow the automatic recognition of image patterns desired to allow the extraction of geographical objects and targets of interest more quickly and concisely. The proposal for such recognition to be performed automatically through Spectral Analysis and Computational Intelligence integration, based on knowledge acquired by image experts, was implemented as an integrator based on Computational Neural Networks (via Kohonens Self-Organizing Feature Maps - SOM) and Fuzzy Logic (through Mamdani) techniques. These techniques were applied to the spectral signatures pattern formed by the quantization levels or gray levels of the corresponding pattern in each spectral band of each pattern of interest, so that the pattern classification will depend, in an inseparable manner, of the spectral signatures correlation of the six bands of the sensor, like the work of image experts. Bands 1 to 5 and 7 of the Landsat-5 satellite were used for the determination of five classes / targets of interest in cover and land occupation, in three test areas located in the State of Rio de Janeiro (Guaratiba, Mangaratiba and Magé) in this integration with comparison of results with those derived from the interpretation of the imaging expert, which was corroborated by checking the ground truth. There was also a results comparison obtained with two commercial computer systems (IDRISI Taiga and ENVI 4.8) with the integrator, regarding the quality of classification (Kappa) and response time. The integrator, with hybrid classifications (supervised and unsupervised) in its implementation, proved to be effective in multispectral automatic (unsupervised) pattern recognition and in learning of these patterns, because as the input of a new test area occurs, the lower became the process of learning, which achieve a final average accuracy o f 87%, compared to the experts classifications. Its efficacy was also demonstrated compared to systems tested, with average Kappa of 0.86.

O presente estudo desenvolve uma metodologia que agrega os produtos do sensoriamento remoto, em especial imagens provenientes de satélites de alta resolução espacial, como é o caso do satélite IKONOS, com os recursos dos sistemas de informações geográficas - SIG, para planejamento de Engenharia de Transportes. O parâmetro considerado é a acessibilidade. As cidades brasileiras, notadamente as de grande e médio porte, a partir da segunda metade do século passado até os dias atuais, vêm passando por uma expansão urbana rápida, crescente e desordenada, devido à ausência do planejamento urbano. Em virtude disso ocorrem sérios problemas sociais e econômicos. As medidas de acessibilidade podem ser utilizadas pelo administrador público para promover um adequado planejamento urbano dos municípios, principalmente o planejamento da infraestrutura viária e dos sistemas de transporte público coletivo. O objetivo é apresentar um arcabouço metodológico que se vale dos produtos de sensoriamento remoto e análises em ambiente SIG, para a extração e obtenção dos dados necessários para a determinação do índice de acessibilidade do setor empresarial do município de Osasco, localizado na Região Metropolitana de São Paulo. A partir de uma classificação baseada em objetos da imagem do município adquirida pelo sensor multiespectral do satélite IKONOS II, extraiu-se informações pertinentes quanto à localização das atividades comerciais e industriais do município, bem como sua posição em relação ao sistema viário da cidade. Os dados são convertidos e manipulados em um ambiente SIG. Após essa manipulação a medida de acessibilidade referente aos estabelecimentos comerciais e industriais de Osasco pode ser determinada. Tem-se, portanto, o índice de acessibilidade da atividade comercial e industrial do município. Índice esse, útil, por exemplo, para futuros investimentos e empreendimentos nesse setor para o município. A proposição desta metodologia se justifica, pois a detecção remota dos dados diminui o custo e o tempo despendidos em pesquisas de campo e atualizações de dados cadastrais. Desta forma, ela é uma alternativa interessante e bastante conveniente para localidades que não possuam dados em cadastro ou estes estão desatualizados. A validação desse método se verifica com o cálculo dessa mesma acessibilidade pelo método convencional, ou seja, com os dados do cadastro da Prefeitura do Município de Osasco, partindo da hipótese de que esses dados são corretos e confiáveis. Ao se comparar essas duas acessibilidades pode-se concluir sobre a aplicabilidade da metodologia proposta. Ao final, é possível verificar que a metodologia proposta pode ser aplicada, e é uma alternativa viável para localidades que não possuam dados cadastrais passíveis de serem usados para a determinação do índice de acessibilidade. / Considering the continuous urban growth, the lack of urban planning produces serious consequences whatever the subject. The accelerated and disordered urban sprawl faced by Brazilian cities since the 1950\'s has levered serious social and economic problems. In this context, the accessibility measures can be used as one of the several indicators to promote urban planning, mainly the highway network infrastructure and the public transportation system planning. This paper addresses a methodology for getting an accessibility index based on Remote Sensing and GIS technologies. Thus, objects of interest are detected from high resolution satellite images and then computed using GIS tools in order to refine the contextual classification process. Moreover, based on these objects as well as those based on the existing transportation road system, an accessibility index map is generated. Metrics of accessibility have been employed to validate the effective use of the proposed methodology for transportation planning. The accessibility measures are described and analyzed through a case of study in the city of Osasco, in the Metropolitan Region of São Paulo, Brazil. The proposed methodology consists in using the IKONOS II images to extract all the information needed to estimate accessibility. In order to do this, the first step is to do an object-based classification of the IKONOS II images. The goal of this classification is to find the commercials and industrial establishments located in the study area, and to extract the highway network of the city. These spatial data are analyzed within a GIS environment and an accessibility index is calculated using the parameters mined from the satellite images. This index is called Commercial and Industrial (C&I) accessibility, and it can be compared with C&I accessibility of other localities. The use of this methodology can be justified based on the fact that there are places with no recorded data or with outdated recorded data (highway network or C&I establishments). In this case, Remote Sensing Technologies can provide support for estimating the accessibility map index. Moreover, Remote Sensing can offer a significant reduction in cost and time for getting the database. The validation of this method is done by calculating the C&I accessibility index of the same study area through recorded data available in the Osasco municipality. These two accessibility index are compared, so it is possible to conclude about the efficiency of the proposed methodology. Therefore, the proposed methodology can be applied and it leads to satisfactory results.