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Distribución de los tipos de costra biológica del suelo en la Reserva Nacional de Lachay (Lima) en base al análisis multiespectral de sensores remotos

Espíndola Cáceres, Walter David January 2019 (has links)
A lo largo de la costa del Perú, en el desierto de Atacama-Sechura, existen zonas con características ambientales que permiten el desarrollo de la costra biológica del suelo (CBS). No obstante, el conocimiento de las CBS en el Perú es limitado debido a que apenas se están iniciando estudios relacionados a este tipo de comunidades, poniendo en condición crítica el manejo y la conservación de estas y de su ambiente. El objetivo de la investigación fue identificar, clasificar y documentar la distribución geográfica de la CBS en la Reserva Nacional de Lachay durante la época seca en base a información satelital y al análisis de sus características espectrales. Mediante el uso del escalamiento multidimensional (NMDS) se lograron caracterizar cinco tipos de CBS en base a composición comunitaria, aspectos topográficos como altitud a la cual se desarrollan, y propiedades físicas como la resistencia mecánica a la penetración. En cuanto al análisis de las características espectrales, clasificación, y distribución de las CBS a partir de las imágenes satélite Landsat 8, se utilizó el algoritmo de aprendizaje de máquinas Random Forest, obteniéndose una precisión global de 87.32% con un índice Kappa de 0.84, mostrando una casi perfecta relación positiva entre la clasificación producida en el mapa y la realidad. Se estimó la extensión de las CBS en la Reserva Nacional (incluyendo zona de amortiguamiento) de 59.84 km2 (71% del área total), siendo la CBS lisa oscura la de mayor extensión, abarcando unos 22.21 km2 (26% de toda la CBS). Estos resultados demuestran el logro de cartografiar las CBS con casi perfecta precisión y en mínima inversión de tiempo. Además, abre la posibilidad de realizar trabajos posteriores como extender la detección y cartografiar CBS en toda la costa, realizar modelos de distribución e interacción de especies/comunidades, y monitoreo de procesos de perturbación natural y/o antropogénica. / Tesis
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Distribución de los tipos de costra biológica del suelo en la Reserva Nacional de Lachay (Lima) en base al análisis multiespectral de sensores remotos

Espíndola Cáceres, Walter David January 2019 (has links)
A lo largo de la costa del Perú, en el desierto de Atacama-Sechura, existen zonas con características ambientales que permiten el desarrollo de la costra biológica del suelo (CBS). No obstante, el conocimiento de las CBS en el Perú es limitado debido a que apenas se están iniciando estudios relacionados a este tipo de comunidades, poniendo en condición crítica el manejo y la conservación de estas y de su ambiente. El objetivo de la investigación fue identificar, clasificar y documentar la distribución geográfica de la CBS en la Reserva Nacional de Lachay durante la época seca en base a información satelital y al análisis de sus características espectrales. Mediante el uso del escalamiento multidimensional (NMDS) se lograron caracterizar cinco tipos de CBS en base a composición comunitaria, aspectos topográficos como altitud a la cual se desarrollan, y propiedades físicas como la resistencia mecánica a la penetración. En cuanto al análisis de las características espectrales, clasificación, y distribución de las CBS a partir de las imágenes satélite Landsat 8, se utilizó el algoritmo de aprendizaje de máquinas Random Forest, obteniéndose una precisión global de 87.32% con un índice Kappa de 0.84, mostrando una casi perfecta relación positiva entre la clasificación producida en el mapa y la realidad. Se estimó la extensión de las CBS en la Reserva Nacional (incluyendo zona de amortiguamiento) de 59.84 km2 (71% del área total), siendo la CBS lisa oscura la de mayor extensión, abarcando unos 22.21 km2 (26% de toda la CBS). Estos resultados demuestran el logro de cartografiar las CBS con casi perfecta precisión y en mínima inversión de tiempo. Además, abre la posibilidad de realizar trabajos posteriores como extender la detección y cartografiar CBS en toda la costa, realizar modelos de distribución e interacción de especies/comunidades, y monitoreo de procesos de perturbación natural y/o antropogénica. / Tesis
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Diseño de una red inalámbrica de sensado remoto con aplicación en un escenario de selva baja

Zegarra Chávez, Kevin Rodolfo 18 March 2021 (has links)
El presente trabajo se centra en el diseño y análisis de una red inalámbrica de sensado remoto para un escenario específico: el proyecto “Monitoreo de balances hídricos usando redes de sensores inalámbricos para estimaciones de productividad en bosque amazónico y cultivos leñosos perennes costeros”, del FONDECYT. En el primer capítulo se explica la problemática que implica el escenario de selva baja caracterizada por la presencia de vegetación. Se explica cómo se ven afectadas las ondas que se propagan ante la presencia de vegetación y cómo existe una dependencia de la frecuencia de la señal propagada. Asimismo, se explica la implicancia económica que genera el desplegar una red en el entorno en cuestión y los objetivos del trabajo. En el segundo capítulo se empieza con una descripción de lo que son las redes de sensores, sus características y la diversidad de tipos de redes de sensores que existen. Luego se presentan alternativas tecnológicas que pueden ser utilizadas para desplegar redes inalámbricas de sensado. Finalmente, se elige una de las tecnologías para ser utilizada en el diseño y análisis. En el tercer capítulo se inicia con los requerimientos iniciales, divididos en requerimientos regulatorios, de aplicación y debido al entorno. Con los requerimientos planteados, se designa un diseño de red inalámbrica de sensado remoto. Se establecen topología, arquitectura y diagrama de flujo de datos de la red inalámbrica de sensado remoto. En el cuarto y último capítulo se realiza un análisis de la red inalámbrica, en función de ciertos parámetros relativos al espectro electromagnéticos y de las tecnologías o componentes utilizados. También se analiza el tiempo de vida autónomo de los nodos sensores en función de la capacidad de las baterías a escoger. Al final, se establecen precios de los componentes necesarios para desplegar la red. / Contrato y/o convenio: N° 057-2018-FONDECYT-BM-IADT-MU. Monitoreo de balances hídricos usando redes de sensores inalámbricos para estimaciones de productividad primaria en bosque amazónico y cultivos leñosos perennes costeros
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Diseño de una red inalámbrica de sensores para el monitoreo de un almacén de una empresa de Lima-Perú

Rodas Vásquez, Urpi 10 July 2014 (has links)
En la actualidad, el acelerado avance de las tecnologías de redes inalámbricas de sensores la han posicionado como una herramienta ideal para el monitoreo y control de sistemas de seguridad, debido a su óptimo aprovechamiento de la energía, escalabilidad, flexibilidad, bajo costo, además de permitir su gestión de manera remota. Estas tecnologías pueden sustituir los sistemas basados en sistemas de prevención anti-intrusión tradicionales, tales como, rejas de seguridad, puertas blindadas, cercas eléctricas, personal de seguridad, etc. Estos, si bien reducen la probabilidad de robos o asaltos, no permiten un control absoluto de la zona: pueden ser vulnerados con facilidad y no alertan una situación de peligro. La presente tesis tiene como objetivo el diseño de una red inalámbrica de sensores para el monitoreo de un almacén de una empresa de Lima-Perú. Esta tecnología permitirá la prevención de eventos tales como robos o asaltos mediante un control de acceso; y evitará casos de incendios e inundaciones mediante la recolección de datos relevantes de los sensores ubicados en el almacén, los cuales serán enviados a una estación base o nodo principal. La totalidad de información podrá ser visualizada en una interfaz de usuario amigable. Para el desarrollo del sistema mencionado, se realizó un estudio exhaustivo de las tecnologías existentes para redes de sensores inalámbricas, sus características y limitaciones, así como los protocolos y topologías existentes. A partir de esta investigación, se determinó que la tecnología Zigbee es la más adecuada, debido a su reducido consumo de energía, bajo costo y gran simplicidad en hardware y software. En consecuencia, podemos concluir que la red inalámbrica de sensores contribuirá de forma favorable en la seguridad del almacén, y mejorará la calidad de trabajo en la empresa.
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El riego en las tierras altas: aproximaciones a partir del estudio arqueológico del sistema hidráulico Huiru Catac, cuenca alta de Nepeña

Maza Poma, Jesús Oswaldo January 2018 (has links)
Busca comprender la naturaleza y describir las características principales de un sistema de riego aparentemente complejo ubicado en la subcuenca alta del río Jimbe, en el flanco occidental de la Cordillera Negra, sierra de Áncash. Esta red de riego, denominada Huiru Catac, ha sido descrita superficialmente en trabajos realizados por otros investigadores. Sin embargo, nunca ha sido objeto de un estudio sistemático que pueda brindar datos que profundicen aspectos que superen las generalidades ya indicadas. Así, a partir de sucesivos reconocimientos realizados en el área de estudio, complementados con el uso de técnicas geográficas como la teledetección o percepción remota, se obtuvieron datos que permitieron confirmar la presencia de un sistema hidráulico notable no solo por su monumentalidad y buen estado de conservación, sino por su capacidad de trasvasar el agua hacia otras subcuencas interandinas, atestiguando y, sobre todo, confirmando, el alto grado de conocimiento en ingeniería hidráulica y la capacidad de manejo de cuencas hidrográficas que practicaron, también, las antiguas sociedades andinas de las tierras altas. En efecto, se considera que los datos obtenidos deberían ser el inicio para confirmar este panorama en otras áreas geográficas ubicadas en las regiones altas de los Andes occidentales. Asimismo, a partir de la evidencia arqueológica asociada, se evidenció una estrecha asociación entre otros sistemas hidráulicos que indican el intenso uso agropastoril que practicaron estas comunidades en épocas pasadas, aspecto que permite discutir y ampliar nuestras perspectivas respecto al uso de estos sistemas hidráulicos especialmente en las tierras altas de los Andes. / Tesis
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Caracteriza??o ambiental de bancos areno-lamosos nos campos petrol?feros de Macau e Serra (RN), como subs?dio ?s medidas mitigadoras ao processo erosivo

Dantas, S?rgio Tadeu Praxedes de Lima 16 December 2009 (has links)
Made available in DSpace on 2014-12-17T14:08:37Z (GMT). No. of bitstreams: 1 SergioTPLD_DISSERT_1-57.pdf: 4080097 bytes, checksum: 6b4587c4ddbf8c39fc420eddf4c5025b (MD5) Previous issue date: 2009-12-16 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Cient?fico e Tecnol?gico / On Rio Grande do Norte northern coast the process of sediment transport are intensely controlled by wind and sea (waves and currents) action, causing erosion and shoreline morphological instability. Due to the importance of such coastal zone it was realized the multi-spectral mapping and physical-chemical characterization of mudflats and mangroves aiming to support the mitigating actions related to the containment of the erosive process on the oil fields of Macau and Serra installed at the study area. The multi-spectral bands of 2000 and 2008 LANDSAT 5 TM images were submitted on the several digital processing steps and RGB color compositions integrating spectral bands and Principal Components. Such processing methodology was important to the mapping of different units on surface, together with field works. It was possible to make an analogy of the spectral characteristics of wetlands with vegetations areas (mangrove), showing the possibility to make a restoration of this area, contributing with the environmental monitoring of that ecosystem. The maps of several units were integrated in GIS environment at 1:60,000 scale, including the classification of features according to the presence or absence of vegetation cover. Thus, the strategy of methodology established that there are 10.13 km2 at least of sandy-muddy and of these approximately 0.89 km2 with the possibility to be used in a reforestation of typical flora of mangrove. The physical-chemical characterization showed areas with potential to introduce local species of mangrove and they had a pH above neutral with a mean of 8.4. The characteristic particle size is sand in the fine fractions, the high levels of carbonate, organic matter and major and trace element in general are concentrated where the sediment had the less particles size, showing the high correlation that those elements have with smaller particles of sediment. The application of that methodological strategy is relevant to the better understanding of features behavior and physical-chemical data of sediment samples collected on field allow the analysis of efficiency/capability of sandy-muddy to reforestation with local mangrove species for mitigation of the erosive action and coastal processes on the areas occupied by the oil industry / Dada a import?ncia do contexto litor?neo setentrional do Rio Grande do Norte, caracterizada por intenso processo de transporte de sedimentos atrav?s de a??o marinha e e?lica que acarreta eros?o e situa??es de instabilidade morfol?gica da linha de costa, ? que foram realizados a caracteriza??o f?sico-qu?mica e o mapeamento multitemporal de bancos arenolamosos como forma de subsidiar as medidas mitigadoras relacionadas ? conten??o dos processos erosivos nos campos petrol?feros de Macau e Serra instalados na ?rea de estudo. Atrav?s de imagens de sensores remotos, foi poss?vel realizar uma analogia entre as respostas espectrais dos bancos areno-lamosos com ?reas vegetadas (manguezal), indicando a possibilidade de se fazer uma reestrutura??o da ?rea, contribuindo assim com o monitoramento ambiental desse ecossistema. As bandas multiespectrais de imagens LANDSAT 5 TM de 2000 e 2008 foram submetidas ? diversas etapas de processamento digital, associadas em composi??es RGB. Dessa forma, a estrat?gia metodol?gica adotada permitiu estabelecer que, para Dezembro/2008, existiam ao menos 10,13 km2 de ?rea de bancos areno-lamosos, sendo que desses cerca de 0,89 Km2 com a viabilidade de ser empregada no reflorestamento, para a implanta??o de flora t?pica de manguezal local. Por meio da interpreta??o visual dos produtos e da an?lise estat?stica da imagem LANDSAT 5 TM de 12/Dezembro de 2008, foi poss?vel destacar a composi??o R (PC5) G (PC3/PC4) B (Banda 5), in?dita na literatura pois integra informa??es das principais componentes com bandas originais, real?ando as diferen?as entre as unidades de paisagem no ambiente costeiro, com destaque para o limites entre por??es arenosas, lamosas, aquelas recobertas por tapetes alg?licos, al?m de delimitar com mais efici?ncia a geometria dos canais de mar? na zona estuarina. Os mapas das diversas unidades, ap?s reambula??o em campo foram integrados em ambiente SIG na escala 1:60.000, incluindo a classifica??o das fei??es em fun??o da presen?a ou aus?ncia de cobertura vegetal. A caracteriza??o f?sico-qu?mica revelou ?reas com potencialidade para abrigar esp?cies de manguezal local, sendo que os bancos apresentaram caracter?stica granulom?trica com um predom?nio de areias nas fra??es finas; um pH acima da neutralidade com m?dia de 8,4; elevados teores de carbonatos e mat?ria org?nica e; elementos maiores e tra?os apresentaram, de maneira geral, as maiores concentra??es onde prevaleceram os sedimentos de granulometria mais fina, ressaltando a alta correla??o que estes elementos possuem com as part?culas menores do sedimento. A aplica??o desta estrat?gia metodol?gica ? de grande relev?ncia para a melhor compreens?o do comportamento das fei??es alvo do estudo e que, associada com dados f?sico-qu?micos permitem a an?lise da efici?ncia/potencialidade dos bancos ao reflorestamento com esp?cies de manguezais locais para mitiga??o da a??o erosiva dos processos costeiros sobre as ?reas dos campos de produ??o e explora??o de petr?leo instalados na ?rea
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Simulación para la detección de fallas de estructuras petroleras por medio de sensado acústico distribuido con fibra óptica

Burga Larco, Alvaro 24 January 2023 (has links)
Es bien sabido que un derrame de petróleo en el ecosistema marino puede tener efectos catastróficos para la fauna y los humanos cercanos a este ecosistema. Adicionalmente, un derrame genera bastantes pérdidas a una empresa, por la reducción de la sustancia obtenida y los pagos de reparación del daño ambiental. Por otra parte, el sensado acústico distribuido (DAS) en una tecnología que se utiliza fibra óptica para detectar vibraciones y la frecuencia de estas a lo largo de la fibra. Estos sensores de fibra óptica tienen la ventaja de proveer una menor atenuación y una mayor resistencia frente a las interferencias electromagnéticas. Es por ello por lo que el propósito de esta tesis es diseñar un modelo analítico de DAS que pueda detectar fallas en una estructura petrolera y simular todos los fundamentos físicos relacionados a este fenómeno. Para ello se utilizó un láser con un ancho de haz de 0.4fm y un pulso de luz de 10ns de duración para poder detectar una onda de presión de 6.3Pa a través de una fibra de 1km de longitud con una potencia equivalente del ruido en el receptor igual a 1.3nW. La simulación propuesta fue desarrollada en Matlab y permite detectar vibraciones a frecuencias de hasta 37.8 kHz y a distancias de hasta 1.3 km con una resolución espacial de 1m.
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Development and analysis of land-use/land-cover spatio-temporal metrics in urban environments: Exploring urban growth patterns and linkages to socio-economic factors

Sapena Moll, Marta 10 January 2021 (has links)
Tesis por compendio / [ES] Esta tesis aborda el desarrollo y análisis de nuevas herramientas y métodos para monitorizar y caracterizar el crecimiento urbano utilizando datos geográficos y bases de datos de usos y coberturas del suelo (LULC), así como explorar sus relaciones con factores socioeconómicos, aportando nuevas evidencias sobre el uso de los datos LULC para la caracterización urbana en diferentes niveles mediante métodos espaciales y estadísticos. En primer lugar, se compilaron e implementaron las métricas espacio-temporales más comunes dentro de una herramienta software, IndiFrag. A continuación, se presenta una metodología basada en métricas espacio-temporales y se propone un nuevo índice que cuantifica la desigualdad entre el crecimiento de la población y las zonas edificadas, para analizar y comparar los patrones de crecimiento urbano en diferentes niveles. Esto permitió una distinción de los patrones de crecimiento, además el análisis a diversos niveles contribuyó a una mejor comprensión de los patrones. En segundo lugar, se cuantificaron relaciones bidireccionales entre la estructura urbana de las ciudades y su situación socioeconómica a partir de métricas espaciales extraídas de mapas de zonas climáticas locales en 31 ciudades en Renania del Norte-Westfalia (Alemania). A partir de estos datos se cuantificaron relaciones con indicadores socioeconómicos mediante modelos de regresión lineal múltiple, explicando gran parte de su variabilidad. El método propuesto es transferible a otros conjuntos de datos, niveles y regiones. En tercer lugar, se evaluó el uso de las métricas espacio-temporales derivadas de los mapas LULC para identificar patrones espaciales de crecimiento urbano. Se utilizaron modelos de cambio de usos del suelo para simular diferentes escenarios de crecimiento urbano a largo plazo siguiendo varios patrones espaciales en diversas formas urbanas de partida. A continuación, se calcularon las métricas espacio-temporales para los escenarios simulados, se seleccionaron las más explicativas aplicando análisis discriminante y se clasificaron los patrones de crecimiento utilizando métodos estadísticos de agrupación. Por último, se identificaron relaciones empíricas entre indicadores socioeconómicos y su evolución a lo largo del tiempo con la estructura espacial de los elementos construidos y naturales en hasta 600 áreas urbanas de 32 países. Se aplicaron modelos de regresión random forest y las métricas espacio-temporales fueron capaces de explicar considerablemente la variabilidad de los indicadores socioeconómicos, confirmando que los patrones espaciales y sus cambios están vinculados a los indicadores socioeconómicos. Este trabajo contribuye a una mayor comprensión de los patrones de crecimiento urbano y amplía el conocimiento sobre las relaciones entre la estructura espacial urbana y los factores socioeconómicos. Se describen nuevos métodos para monitorizar y evaluar la sostenibilidad urbana a partir de bases de datos LULC, que podrían ser utilizadas por los investigadores, planificadores urbanos y responsables políticos para garantizar un futuro sostenible en los entornos urbanos. / [CAT] Aquesta tesi aborda el desenvolupament i l'anàlisi de noves ferramentes i mètodes per a monitorar i caracteritzar el creixement urbà utilitzant dades geogràfiques i bases de dades d'usos i cobertures del sòl (LULC), així com explorar les seues relacions amb factors socioeconòmics, i aportar noves evidències sobre la utilització de les dades LULC per a la caracterització urbana en diferents nivells mitjançant mètodes espacials i estadístics. En primer lloc, es van compilar i implementar mètriques espaciotemporals dins d'un programari, IndiFrag. A continuació, es presenta una metodologia basada en mètriques espaciotemporals i es proposa un nou índex que quantifica la desigualtat entre el creixement de la població i les zones edificades, i serveix per a analitzar i comparar els patrons de creixement urbà a diferents nivells. Això va permetre una distinció dels patrons de creixement, a més l'anàlisi a diversos nivells va contribuir a una millor comprensió dels patrons. En segon lloc, es van quantificar relacions bidireccionals entre l'estructura urbana de les ciutats i la seua situació socioeconòmica a partir de mètriques espacials extretes de mapes de zones climàtiques locals en 31 ciutats a Renània del Nord-Westfàlia (Alemanya). A partir d'aquestes dades es van quantificar relacions amb indicadors socioeconòmics mitjançant models de regressió lineal múltiple, explicant gran part de la seua variabilitat. El mètode proposat és transferible a altres conjunts de dades, nivells i regions. Seguidament, es va avaluar l'ús de les mètriques espaciotemporals derivades dels mapes LULC per a identificar patrons espacials de creixement urbà. Es van utilitzar models de canvi d'usos del sòl per a simular diferents escenaris de creixement urbà a llarg termini seguint diversos patrons espacials en diverses formes urbanes de partida. A continuació, es van calcular les mètriques espaciotemporals per als escenaris simulats, es van seleccionar les més explicatives aplicant anàlisi discriminant i es van classificar els patrons de creixement utilitzant mètodes estadístics d'agrupació. Finalment, es van identificar relacions empíriques entre indicadors socioeconòmics i la seua evolució al llarg del temps, amb l'estructura espacial dels elements construïts i naturals en fins a 600 àrees urbanes de 32 països. Es van aplicar models de regressió random forest i les mètriques van ser capaces d'explicar considerablement la variabilitat dels indicadors socioeconòmics, això confirma que els patrons espacials i els seus canvis estan vinculats als indicadors socioeconòmics. Aquest treball contribueix a una major comprensió dels patrons de creixement urbà i amplia el coneixement sobre les relacions entre l'estructura espacial urbana i els factors socioeconòmics. Es descriuen nous mètodes per a monitorar i avaluar la sostenibilitat urbana a partir de bases de dades LULC, que podrien ser utilitzades pels investigadors, planificadors urbans i responsables polítics per a garantir un futur sostenible en els entorns urbans. / [EN] This thesis addresses the development and analysis of new tools and methods for monitoring and characterizing urban growth using geo-data and land-use/land-cover (LULC) databases, as well as exploring their relationships with socio-economic factors, providing new evidences regarding the use of LULC data for urban characterization at different levels by means of spatial and statistical methods. First, the most common spatio-temporal metrics were compiled and implemented within a software tool, IndiFrag. Then, we present a methodology based on spatio-temporal metrics and propose a new index that quantifies the inequality of growth between population and built-up areas to analyze and compare urban growth patterns at different levels. This allowed for a differentiation of growing patterns, besides, the analysis at various levels contributed to a better understanding of such patterns. Second, we quantified the two-way relationship between the urban structure in cities and their socio-economic status by means of spatial metrics issued from a local climate zone map for 31 cities in North Rhine-Westphalia, Germany. Based on these data, we quantified their relationship with socio-economic indicators by means of multiple linear regression models, explaining a significant part of their variability. The proposed method is transferable to other datasets, levels, and regions. Third, we assessed the use of spatio-temporal metrics derived from LULC maps to identify urban growth spatial patterns. We applied LULC change models to simulate different long-term scenarios of urban growth following various spatial patterns on diverse baseline urban forms. Then, we computed spatio-temporal metrics for the simulated scenarios, selected the most explanatory by applying a discriminant analysis and classified the growth patterns using clustering methods. Finally, we identified empirical relationships between socio-economic indicators and their change over time with the spatial structure of the built and natural elements in up to 600 urban areas from 32 countries. We employed random forest regression models and the spatio-temporal metrics were able to explain substantially the variability of socio-economic variables. This confirms that spatial patterns and their change are linked to socio-economic indicators. This work contributes to a better understanding of urban growth patterns and improves knowledge about the relationships between urban spatial structure and socio-economic factors, providing new methods for monitoring and assessing urban sustainability by means of LULC databases, which could be used by researchers, urban planners and decision-makers to ensure the sustainable future of urban environments. / Sapena Moll, M. (2020). Development and analysis of land-use/land-cover spatio-temporal metrics in urban environments: Exploring urban growth patterns and linkages to socio-economic factors [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/158626 / Compendio
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Corn crops identification using multispectral images from unmanned aircraft systems

Trujillano Asato, Fedra Catherine 08 April 2019 (has links)
Climate change and migration of population from rural to urban areas are affecting the agricultural production around the world. This study was based in the particular department of Ancash - Peru where corn is one of the most important crops of the region. Authorities in this region are concerned in finding a method, different from census; that can constantly monitor corn crops areas. This data is important to evaluate how these two causes will impact on food security in Ancash. The first part of the present thesis reviews the current techniques in the recognition of crop areas using remote sensing and multispectral images. The second part explains the methodology developed for this study, considering the data acquisition using Unmanned Aircraft Systems, the preparation of the acquired data and two deep learning model approaches. The first approach is based on binary classification of corn patches using Le Net model with near infrared images. The second one describes the segmentation of corn areas in different stages using the U-net model, in this case five band images were considered. The third part shows the results of both approaches. From these results it is concluded that training a model with data from different stages and scenarios of two campaigns (2016 and 2017) can achieve a 95% of accuracy in corn segmentation. / Tesis
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Characterization of Landscape Structures and Precipitation in relation to Flooding events in Pampa Deprimida : A Minor Field Study in Argentina

Svärd, Linnea January 2023 (has links)
The purpose of the thesis is to characterize flood events within the agricultural fields of flooding Pampa in Argentina. The characterization divides the flat landscape into flood prone areas and endeavour at linking driving factors to flood response based on past events. The characterization is based on information freely available from remote sensing (satelliteimages, digital elevation, and estimated rain data), from precipitation data from a weatherstation and from field measurements carried out with Universidad Nacional de La Plata. The main research question is: Which are the driving factors contributing to the flooding? Data from remote sensing was used to visualize previous areal water extents, to calculate the topographic wetness index, the upslope areas for the field study sites and for a precipitationtrend analysis. Furthermore, data from remote sensing was used to replace missing days of rain data from the weather station. The complemented rain data was compared with the water extent for the events. Relationships between event precipitation, previous precipitation, land-use, and surface runoff was evaluated with the Soil Conservation-Curve Number method, SCS-CN, and the runoff coefficients for different antecedent conditions were calculated. The precipitation data and the satellite images showing water extents were also used to calculatethe 100-year and 20-year storm- and flood event. The measured infiltration capacity was used as input data in the SCS-CN-method to calculate the surface runoff and the measured soilmoisture was used to verify results from the Topographic Wetness Index, TWI, map. The flood risk areas are visualized with satellite images and the calculated Modified Normalized Difference Water Index. The TWI also visualizes the more flood prone or wetter areas and delineates the lower depressions where soil moisture was also measured to be higher, however not significantly. With the available satellite images within the study results indicate that floods are more common wintertime and that great flood events cannot be foreseen with only antecedent precipitation and event precipitation with the SCS-CN method. However, the events in the study with larger water extents, had high precipitation. No clear correlation between water extents from satellite images calculated by Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria, and estimated surface runoff from the SCS-CN method could be seen. However, the obtained runoff coefficients from the SCS-CN method can be used for estimating surface runoff for future storm events were higher Antecedent Moisture Condition, AMC, and low infiltration capacities increases surface runoff. The infiltration capacity of the studied fields is approximately 16 mm/hour and hence not alone a driving factor causing inundation since the soil can absorb, for example, a 20-year storm event of 125 mm/day. However, that is not the case since a 20-year storm flood has covered 9 % of the area around Don Joaquin and El Amanecer with water. No seasonal precipitation trends can be seen in Punta Indio during the last 40 years analysing precipitation data from remote sensing. In flooding Pampa the agricultural fields inundate almost on yearly basis in the depressionsdue to the gentle slopes and high intense precipitation (yearly maximum daily precipitation is always higher than 60 mm/day). To decrease the flood risk the management should ensure high vegetative cover which increases infiltration and balances the hydrological responses. / Syftet med studien är att karakterisera översvämningar inom jordbruket på Argentinska Pampas. Det platta landskapet mest översvämningsutsatta områden pekas ut och arbetet har fokuserat på att koppla landskapets utformning och regnmönster till översvämningarna. Karakteriseringen utgår ifrån information från satellitbilder och digitala höjddata, från nederbördsdata från den närmaste väderstationen som kompletterats med regndata från fjärranlyser och från fältmätningar utförda tillsammans med Universidad Nacional de La Plata. Den huvudsakliga frågan är: Vilka är de bidragande faktorerna till översvämningarna? Information från fjärranalyser användes för att visualisera tidigare översvämningar, för att beräkna det topografiska fuktighetsindexet, tillrinningsområdet för fältstudieplatserna och för en nederbördstrendanalys. Regndatan jämfördes med vattenarean under tidigare översvämningar. Sambanden mellan nederbörd, markanvändning och ytavrinning utvärderades med Soil Conservation-Curve Number metoden, SCS-CN, och avrinningskoefficienterna för olika nederbördsförhållanden beräknades. Nederbördsdata och satellitbilder som visar vattnets utbredning användes också för att beräkna magnituden av ett 100-årsregn och 20-årsregn samt utbredningen av en 100-årsöversvämning. Den i fält uppmätta infiltrationskapaciteten användes som indata i SCS-CN-metoden för att beräkna ytavrinning och den i fält uppmätta markfuktigheten för att verifiera resultat från GISanalysen av det topografiska fuktighetsindexet.' Översvämningsriskområden visualiserades i studien med satellitbilder och det modifierade normaliserade differens vattenindexet. Även det topografiska fuktighetsindexet visualiserar de mer översvämningsbenägna områdena och markerar vattnets väg där markfuktigheten också uppmättes vara högre, dock inte signifikant blötare än ovan liggande punkter. Analys av de tillgängliga satellitbilderna i studien visar att översvämningar är vanligare vintertid och att stora översvämningshändelser inte kan förutses enbart med de senaste dagarnas regnmängd och eventregnet med SCS-CN-metoden. Alla satellitbilder i studien med större vattentäckning kunde dock kopplas till stora regnmängder. Ingen tydlig korrelation mellan vattenutbredningen och uppskattad ytavrinning med SCS-CN-metoden kunde ses. De erhållna avrinningskoefficienterna från SCS-CN-metoden kan dock användas för att uppskatta risken för ytavrinning vid framtida regn där större regnmängder och låg infiltration ökar ytavrinningen. Fältens infiltrationskapacitet är cirka 16 mm/timme och därmed inte ensamt en drivande faktor till översvämningarna eftersom infiltrationskapaciteten är högre än exempelvis ett 20-årsregn (125 mm/dygn). Dock kan 20-årsregn täcka 9 % av området runt Don Joaquin och El Amanecer med vatten. Inga nederbördstrender kan ses i Punta Indio under de senaste 40 åren genom analys av nederbördsdata från fjärranalyser. I Pampa deprimida översvämmar jordbruksfälten nästan årligen i sänkorna på grund av den platta topografin och den höga intensiva nederbörden (den årliga maximala dagliga nederbörden är nästan alltid högre än 60 mm/dag). För att minska översvämningsriskerna bör lantbrukare säkerställa en hög vegetativ täckning som ökar infiltrationen, skyddar marken och balanserar de hydrologiska reaktionerna. / El propósito de la tesis es analizar los posibles eventos de inundación en un sector de la Pampa Deprimida en Argentina, dada la importancia productiva de la región. Se trabajó en los campos de la Universidad Nacional de La Plata con la dirección del curso de Edafología, de la Facultad de Ciencias Agrarias y Forestales. Se caracterizó la región en general y los campos en particular, utilizando información de acceso gratuito en la web, tales como imágenes satelitales, mapas de elevación digital e información meterologíca. Se utilizaron técnicas geomáticas para definir la evolución de agua en superficie mediante un análisis de la precipitación y coberturas de agua en imágenes satelitales obtenidas entre el 2000 y 2022 con la finalidad de calcular el Indice de Humedad Topográfico (TWI). Se establecen relaciones entre la precipitación, el manejo de los campos, la escorrentía superficial y las cuberturas de aguas. Se analizó la occurrencias de eventos de excesos hídricos. Se efectuaron ensayos de infiltración y el método Soil Conservation Service-Curve Number (SCS-CN) a fin de estimar la escorrentía superficial y las medidas de la humedad del suelo para verificar los resultados del mapa con el TWI. Las imágenes satélitales y el Modified Normalized Differential Water Index (MNDWI) calculado, permiten estimar las áreas más expuestas a inundaciones. El TWI permitió distinguir los sectores más altos y bajos mediante la medición de la humedad del suelo. Con los datos disponibles en este estudio, los resultados indican que las inundaciones son más frecuentes en invierno, y que los grandes eventos de inundación no se pueden predecir solo con registros de precipitación y el uso del método SCS-CN. No se pudo observar una correlación entre las extensiones de agua de las imágenes satelitales calculadas por Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA Clima y Agua, Castelar), y la escorrentía superficial estimada por el método SCS-CN. Sin embargo es possible encontrar una correspondencia entre las precipitaciones muy elevadas y la cobertura de agua. La occurencia de altas precipitaciones luego de un periodo lluvioso en un suelo con baja infiltración debido a una baja cobertura vegetal, aumenta la escorrentía superficial. La capacidad de infiltración del campo estudiado es de aproximadamente 16 mm/hora y un evento de lluvia extrema que se produce cada 20 años puede ser de 125 mm/día. Consecuentemente, no sería la baja infiltración la principal causa de la inundacion. No obstante, se aprecia que effectivamente un evento de 125 mm/día cubre 9 % del área en Don Joaquín y del El Amanecer. Con precipitaciones normales la cobertura es de aproximadamente 2 %. Cabe indicar que las precipitaciones registradas en la estación de Punta Indio durante los últimos 40 años, no manifiestan un comportamiento diferente en su occurencia y cantidad. En Pampa deprimida los campos se inundan frecuente, no solo debido a las precipitaciones locales y el amabiente de muy bajas pendientes. Los flujos de agua subterranea, aunque no se las pudo analizar en este estudio, también afuectuan las coberturas de agua. A fin de disminuirlos riesgos de inundación, el manejo debe garantizar una alta cobertura vegetal que aumente la infiltración y proteja al suelo y, de este modo, contribuir a controlar la natural dinámica hidrológica de la región en estudio. / Estudio del suelo, agua subterránea y vegetación, como base para definir ambientes de manejo en el partido de Magdalena

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