Currently living in the digital age, so the manipulation of data and images is often all day. Due to the problem of space for storage of pictures and time of transmission, many compression techniques had been developed, and a great challenge is to make these techniques to bring good results in terms of compression rate, picture quality and processing time. The Fractal Compression technique developed by Fisher, was described, implemented and tested in this work and it brought great results, and considerable improvement in terms of execution time, which was rather low. Another area that has been emphasizing is the use of biometric techniques to the people recognition. A very used technique is the iris recognition that has shown enough reliability. Thus, connecting the two technologies brings great benefits. In this work, images of iris were compressed by the method implemented here and were made simulations of the technique iris recognition developed by Libor Maseck. The results show that it is possible to compress fractally the images without damage the recognition system. Comparisons were made and was possible realize that even with changes in pixels of images, the system remains very reliable, bringing benefits to storage space. / Atualmente vive-se na era digital, por isso a manipulação de dados e imagens é freqüente todos os dias. Devido ao problema de espaço para armazenamento dessas imagens e tempo de transmissão, foram desenvolvidas várias técnicas de compressão, e um grande desafio é fazer com que essas técnicas tragam bons resultados em termos de taxa de compressão, qualidade da imagem e tempo de processamento. A técnica de compressão Fractal desenvolvida por Fisher, foi descrita, implementada e testada neste trabalho e trouxe ótimos resultados, e melhoria considerável em termos de tempo de execução, que foi bastante reduzido. Outra área que vem se destacando é o uso de técnicas biométricas para reconhecimento de pessoas. Uma técnica muito usada é o reconhecimento de íris que tem mostrado bastante contabilidade. Assim, aliar as duas tecnologias traz grandes benefícios. No presente trabalho, imagens de íris foram comprimidas pelo método aqui implementado e foram realizadas simulações da técnica de reconhecimento de íris desenvolvida por Maseck. Os resultados mostram que é possível comprimir fractalmente as imagens sem prejudicar o sistema de reconhecimento. Comparações foram realizadas e foi possível perceber que mesmo havendo mudanças nos pixels das imagens, o sistema permanece bastante confiavel, trazendo vantagens em espaço de armazenamento. / Mestre em Ciências

The purpose of this project is to develop a novel proof-of-concept system in attempt to measure affective states during learning-tasks and investigate whether machine learning models trained with this data has the potential to enhance the learning experience for an individual. By considering biometric signals from a user during a learning session, the affective states anxiety, engagement and boredom will be classified using different signal transformation methods and finally using machine-learning models from the Weka Java API. Data is collected using an Empatica E4 Wristband which gathers skin- and heart related biometric data which is streamed to an Android application via Bluetooth for processing. Several machine-learning algorithms and features were evaluated for best performance.

A determinação da quantidade ideal de palha sobre o solo é uma das questões mais discutidas pelo setor sucroenergético, visto que este resíduo vegetal pode ser considerado um subproduto da cana-de-açúcar destinado à produção de etanol celulósico e cogeração de energia elétrica. Para estabelecer estes valores é necessário considerar as necessidades da cultura, juntamente com características físico-químicas e biológicas do solo. Os modelos de culturas baseados em processos (MCPs), especificamente o APSIM-Sugar, capaz de simular a matéria orgânica sobre o solo, pode ser utilizado em conjunto com experimentos de campo, para auxiliar as tomadas de decisão sobre quais as quantidades ideais de palha em cada sistema de produção de cana-de-açúcar no Brasil. Os MCPs devem ser utilizados para simular o desenvolvimento e o crescimento da cultura, além do balanço de água, nitrogênio e carbono no solo, o que possibilitaria a aplicação dos resultados experimentais em outras regiões de interesse, permitindo visão e compreensão mais amplas das principais questões do setor. Neste contexto, este estudo comparou dois tratamentos: manutenção de 100% da palha (CP) e remoção de 100% da palha (SP) em um experimento irrigado conduzido com a primeira soca da cultivar RB867515, cultivada na região meridional do Brasil, no município de Piracicaba, Estado de São Paulo, Lat. 22,67° S and Long. 47,64° W. Foram realizadas avaliações biométricas mensais, referentes as variáveis, perfilhamento, altura e diâmetro de colmos, índice de área foliar (IAF) e número de folhas verdes, assim como avaliações sobre as massas frescas e secas de folhas, colmos e palmitos. A evapotranspiração da cultura (ETc), foi obtida pelo método da razão de Bowen (MRB) e a partir da reflectometria no domínio da frequência (FDR). O fluxo de seiva pelo método do balanço de calor foi assumido como a transpiração (Tp). Comparando os tratamentos, observou-se diferenças significativas apenas para no IAF e na massa seca de folhas (MSF). A ETc mostrou valores entre 3 e 8 mm dia-1, dependendo das condições climáticas e do estágio da cultura. O coeficiente de cultivo (Kc) apresentou relação inversa com a evapotranspiração de referência (ETo), de tal forma que quando ETo < 2 mm, o Kc(SP) = 1,8 e o Kc(CP) = 1,5, e para situações com ETo > 6mm foram observados Kc(CP) = 1,3 e Kc(SP) = 1,2. O modelo de cultura APSIM-Sugar foi aplicado para diferentes regiões brasileiras, visando a determinação das melhores estratégias de manejo, tanto de água, quanto de solo. As simulações mostraram que, para todas as regiões, a manutenção de no mínimo 50% da palha e a reposição de 25% do total de irrigação, resultou nas maiores taxas de incremento da produtividade da cana-de-açúcar. / Determining the optimal amount of trash blankets above ground is one of the most discussed issues by the sugarcane industry, since this residue can be considered a byproduct of sugarcane due to cellulosic ethanol and electricity cogeneration. To establish these values, it is necessary to consider the crop needs together with physical, chemical and biological soil characteristics. The process based crop models (PBCMs), specifically APSIM-Sugar, able to simulate the soil organic matter, can be used in conjunction with field experiments to support the decision making about the optimum amounts of trash blanket for Brazilian sugarcane farming systems. PBCMs might be used to simulate the crop development and growth, water, nitrogen and carbon soil balances, and make the experiment data applicable for other regions allowing for a broader view and understanding on the key questions. In this context, this study compared two treatments: maintenance of 100% of the trash (CP) and removal of 100% of the trash (SP) in an experiment carried out with an irrigated first ratoon of RB867515 cultivar in Southern Brazil, at city of Piracicaba, State of São Paulo, Lat. 22,67° S and Long. 47,64° W. Monthly biometric evaluations were performed regarding the variables, tillering, stalk\'s height and diameter, leaf area index (LAI) and number of green leaves, as well as fresh and dry mass of leaves, cabbages and stalks. Crop evapotranspiration (ETc) were assessed by Bowen ratio method (MRB) and frequency domain reflectometry (FDR). Sap flow measured by heat balance method was assumed to be the crop transpiration (Tp). APSIM-Sugar crop model was calibrated based on these experimental data, and such model was applied for different Brazilian regions for evaluating the best water-trash management strategies for each region. Comparing both treatments there were just significant differences for leaf area index (LAI) and leaves dry mass (MSF). ETc was ranged from 3 to 8 mm day-1, depending on the weather conditions and crop stage. Crop coefficient (Kc) showed an inverse linear relationship with reference evapotranspiration (ETo), in such way that when ETo < 2 mm, the Kc(SP) = 1,8 and Kc(CP) = 1,5, and for ETo > 6mm it was observed Kc(CP) = 1,3 and Kc(SP) = 1,2. APSIM-Sugar simulations showed that, in the most part of cases, the keeping at least 50% of trash blanket and 25% of total irrigation requirement, resulted on the highest yield rates.

CoordenaÃÃo de AperfeÃoamento de Pessoal de NÃvel Superior / Sugarcane crop has great socio-economic importance worldwide. Brazil has the largest acreage and production volume in the world, with promising Northeast region because it has areas for expansion of the crop and stilling have a great energy potential. However, the cropping under natural water conditions limit production, making essential the use of supplemental irrigation during periods of drought. For thus its necessary studies to determine the water demand at various stages of crop development. The objective of this study was to determine the crop coefficient and water demand of sugarcane, through the energy balance method, based on the Bowen ratio, at the Teresina region, Piauà State, Brazil. The experiment was conducted at COMVAP - Sugar and Alcohol Ltda. The cultivar used was RB867515, irrigated by center pivot. The biometric analyzes were length and stem diameter, number of green leaves, leaf area and matter fresh and dry of stem, leaves and sheaths. To estimate crop evapotranspiration (ETc) was used an equipped tower with microelectronic sensors installed near the center of the growing area (10 ha plot). The reference evapotranspiration (ETo) was estimated by the Penman-Monteith method / FAO-56, based on data from a weather station located near the experiment. Soil moisture was monitored by an automated system (Time Domain Reflectometry) TDR at depths from 0 to 0.30 0.30 to 0.60 m, at four points surrounding the tower. The number of green leaves per plant ranged from six to nine, reducing to seven leaves in the end of the cycle. The stems reached approximately 3.3 m long and 2.02 kg of weight, presenting linear gains in length and mass, while its diameter remained stable (25-27 mm). The plant leaf area showed quadratic behavior, with maximum peak of 4,197 cm2 to 254 days after cutting. The balance of average daily solar radiation was 13.7, 13.2 and 16.1 MJ m-2, corresponding to 79%, 80% and 85% of the total radiation, while the coefficient clarity showed values of 0.46, 0.48 and 0.52 and the albedo of 0.15, 0.16 and 0.14, in phenological development phases II, III and IV, respectively. The physical consistency of the ETC analysis data showed that 33% of 406 days monitored were agreement. The ETc daily average was 5.3 mm, with a demand of 2,650 mm for the 498 days of the cycle. The crop coefficient (Kc) average per phase was 0.9 (fast growth), 1.32 (maximum development) and 1.07 (maturation). / A cana-de-aÃÃcar possui grande importÃncia socioeconÃmica em Ãmbito mundial. O Brasil detÃm a maior Ãrea cultivada e volume de produÃÃo no mundo, sendo a regiÃo Nordeste promissora para o setor por possuir Ãreas para expansÃo da cultura e ainda ter um Ãtimo potencial energÃtico. PorÃm, as condiÃÃes hÃdricas naturais limitam a produÃÃo, tornando essencial o uso de irrigaÃÃo complementar nos perÃodos de dÃficit hÃdrico. Para a adequada suplementaÃÃo hÃdrica da cultura necessita-se determinar a demanda hÃdrica nos diferentes estÃdios de desenvolvimento da cultura. Assim, o objetivo deste estudo foi determinar o coeficiente de cultura e a demanda hÃdrica da cana-de-aÃÃcar, por meio do mÃtodo de balanÃo de energia, com base na razÃo de Bowen, na microrregiÃo de Teresina, PiauÃ. O experimento foi conduzido na Usina COMVAP â AÃÃcar e Ãlcool Ltda., municÃpio de UniÃo, microrregiÃo de Teresina, PiauÃ. A cultivar utilizada foi a RB867515, irrigada por pivà central. As anÃlises biomÃtricas realizadas foram: comprimento e diÃmetro do colmo, nÃmero de folhas verdes, comprimento e largura da folha +3, Ãrea foliar e matÃria fresca e seca do colmo, bainhas e folhas. Para a estimativa de evapotranspiraÃÃo da cultura (ETc) usou-se uma torre equipada com sensores automÃticos, instalada prÃxima ao centro da Ãrea de cultivo (talhÃo de 10 ha). A evapotranspiraÃÃo de referÃncia (ETo) foi estimada pelo mÃtodo Penman-Monteith/FAO-56, a partir de dados de uma estaÃÃo agrometeorolÃgica localizada prÃximo ao experimento. A umidade do solo foi monitorada por um sistema automatizado com base em Reflectometria no DomÃnio do Tempo (TDR), nas profundidades de 0 a 0,30 m e 0,30 a 0,60 m, em quatro pontos no entorno da torre. O nÃmero de folhas verdes por planta variou de seis a nove, reduzindo a sete folhas ao final do ciclo. O colmo alcanÃou aproximadamente 3,3 m de comprimento e 2,02 kg de massa fresca, apresentando ganhos lineares de comprimento e massa, enquanto o seu diÃmetro permaneceu praticamente estÃvel (25 a 27 mm). A Ãrea foliar da planta demonstrou comportamento quadrÃtico, com pico mÃximo de 4.197 cm2, aos 254 dias apÃs o corte. O saldo de radiaÃÃo solar mÃdio diÃrio foi de 13,7 MJ m-2, 13,2 MJ m-2 e 16,1 MJ m-2, correspondendo a 79%, 80% e 85% da radiaÃÃo global, enquanto o coeficiente de claridade apresentou valores de 0,46, 0,48 e 0,52 e o albedo de 0,15, 0,16 e 0,14, nas fases II, III e IV de desenvolvimento fenolÃgico da cultura, respectivamente. A anÃlise de consistÃncia fÃsica dos dados de ETc mostrou que 33% dos 406 dias monitorados foram consistentes. A ETc mÃdia diÃria foi de 5,3 mm, totalizando uma demanda de 2.650 mm para os 498 dias do ciclo. O coeficiente de cultura (Kc) mÃdio por fase foi de 0,9 (crescimento rÃpido), 1,32 (mÃximo desenvolvimento) e 1,07 (maturaÃÃo).

The growing presence of the Internet in day-to-day tasks, along with the evolution of computational systems, contributed to increase data exposure. This scenario highlights the need for safer user authentication systems. An alternative to deal with this is by the use of biometric systems. However, biometric features may change over time, an issue that can affect the recognition performance due to an outdated biometric reference. This effect can be called as template ageing in the area of biometrics and as concept drift in machine learning. It raises the need to automatically adapt the biometric reference over time, a task performed by adaptive biometric systems. This thesis studied adaptive biometric systems considering biometrics in a data stream context. In this context, the test is performed on a biometric data stream, in which the query samples are presented one after another to the biometric system. An adaptive biometric system then has to classify each query and adapt the biometric reference. The decision to perform the adaptation is taken by the biometric system. Among the biometric modalities, this thesis focused on behavioural biometrics, particularly on keystroke dynamics and on accelerometer biometrics. Behavioural modalities tend to be subject to faster changes over time than physical modalities. Nevertheless, there were few studies dealing with adaptive biometric systems for behavioural modalities, highlighting a gap to be explored. Throughout the thesis, several aspects to enhance the design of adaptive biometric systems for behavioural modalities in a data stream context were discussed: proposal of adaptation strategies for the immune-based classification algorithm Self-Detector, combination of genuine and impostor models in the Enhanced Template Update framework and application of score normalization to adaptive biometric systems. Based on the investigation of these aspects, it was observed that the best choice for each studied aspect of the adaptive biometric systems can be different depending on the dataset and, furthermore, depending on the users in the dataset. The different user characteristics, including the way that the biometric features change over time, suggests that adaptation strategies should be chosen per user. This motivated the proposal of a modular adaptive biometric system, named ModBioS, which can choose each of these aspects per user. ModBioS is capable of generalizing several baselines and proposals into a single modular framework, along with the possibility of assigning different adaptation strategies per user. Experimental results showed that the modular adaptive biometric system can outperform several baseline systems, while opening a number of new opportunities for future work. / A crescente presença da Internet nas tarefas do dia a dia, juntamente com a evolução dos sistemas computacionais, contribuiu para aumentar a exposição dos dados. Esse cenário evidencia a necessidade de sistemas de autenticação de usuários mais seguros. Uma alternativa para lidar com isso é pelo uso de sistemas biométricos. Contudo, características biométricas podem mudar com o tempo, o que pode afetar o desempenho de reconhecimento devido a uma referência biométrica desatualizada. Esse efeito pode ser chamado de template ageing na área de sistemas biométricos adaptativos ou de mudança de conceito em aprendizado de máquina. Isso levanta a necessidade de adaptar automaticamente a referência biométrica com o tempo, uma tarefa executada por sistemas biométricos adaptativos. Esta tese estudou sistemas biométricos adaptativos considerando biometria em um contexto de fluxo de dados. Neste contexto, o teste é executado em um fluxo de dados biométrico, em que as amostras de consulta são apresentadas uma após a outra para o sistema biométrico. Um sistema biométrico adaptativo deve então classificar cada consulta e adaptar a referência biométrica. A decisão de executar a adaptação é tomada pelo sistema biométrico. Dentre as modalidades biométricas, esta tese foca em biometria comportamental, em particular em dinâmica da digitação e em biometria por acelerômetro. Modalidades comportamentais tendem a ser sujeitas a mudanças mais rápidas do que modalidades físicas. Entretanto, havia poucos estudos lidando com sistemas biométricos adaptativos para modalidades comportamentais, destacando uma lacuna para ser explorada. Ao longo da tese, diversos aspectos para aprimorar o projeto de sistemas biométricos adaptativos para modalidades comportamentais em um contexto de fluxo de dados foram discutidos: proposta de estratégias de adaptação para o algoritmo de classificação imunológico Self-Detector, combinação de modelos genuíno e impostor no framework do Enhanced Template Update e aplicação de normalização de scores em sistemas biométricos adaptativos. Com base na investigação desses aspectos, foi observado que a melhor escolha para cada aspecto estudado dos sistemas biométricos adaptativos pode ser diferente dependendo do conjunto de dados e, além disso, dependendo dos usuários no conjunto de dados. As diferentes características dos usuários, incluindo a forma como as características biométricas mudam com o tempo, sugerem que as estratégias de adaptação deveriam ser escolhidas por usuário. Isso motivou a proposta de um sistema biométrico adaptativo modular, chamado ModBioS, que pode escolher cada um desses aspectos por usuário. O ModBioS é capaz de generalizar diversos sistemas baseline e propostas apresentadas nesta tese em um framework modular, juntamente com a possibilidade de atribuir estratégias de adaptação diferentes por usuário. Resultados experimentais mostraram que o sistema biométrico adaptativo modular pode superar diversos sistemas baseline, enquanto que abre um grande número de oportunidades para trabalhos futuros.

Made available in DSpace on 2016-12-23T14:37:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertacao Adriano.pdf: 704192 bytes, checksum: 7c33dc375052d165c08f082139c5cdab (MD5) Previous issue date: 2006-02-24 / This work had as general objective the evaluation of a methodology for estimate of the wood volume in the forest inventory, considering the profile of quality of the stem of the trees. A stand was used with area of 4,31 ha planted with Eucalyptus sp. with 16 year-old, originated from seminific propagation. The initial spacing used in the planting was 3 x 3 m and a selective thinning was done with 8,6 years. Firstly, it was evaluated four taper models to estimate the stem taper: Demaerschalk, Ormerod, Schöepfer and Hradetzky. These models were tested to estimate the volume and the height for the commercial diameters of 7 and 28 cm. It was used 32 tree-samples in equations fitting and 27 tree-samples for the validation tests. Based on the graphic analysis of the residuals, in the statistics (correlation coefficient, relative standard error, "bias" (B), in the average of the differences (MD) and standard deviation of the differences (DPD)) and in Leite and Oliveira (2002) test, it was verified that the model of Ormerod was what presented better volume estimate and the model of Schöepfer obtained better height results. The second part was dedicated in evaluating an inventory methodology to estimate the wood production for sawmill in relation to quality classes and assortment. Eight circular samples of 855 m² were located. In those samples were measured the diameter at 1,30 m (DAP) and total height (Ht) of the trees, and the stems with DAP larger than 28 cm were classified in agreement with a priori defined quality classes. The stems of the trees from 8 samples were submitted to the optimization process. After the crop xvi of all trees, the stems were marked by a trained team and they were sawed for subsequent comparison to the commercial volumes of the logs drawn with the volume obtained by the optimization method. The volume and the number of logs for quality classes and assortment, optimized and explored, have significantly difference by qui-square test, with 5% of probability. It was concluded that there is necessity of standardization of the exploration and inventory team training and the inventory methodology presented need to be improved before implementation. / Este trabalho teve como objetivo geral a avaliação de uma metodologia para estimativa do volume de madeira no inventário florestal, considerando o perfil de qualidade do fuste das árvores. Foi utilizado um talhão com área de 4,31 ha plantado com Eucalyptus sp. com idade de 16 anos, proveniente de propagação seminífera. O espaçamento inicial utilizado no plantio foi 3 x 3 m, sendo feito um desbaste seletivo aos 8,6 anos de idade. Primeiramente, foram avaliados quatro modelos que estimam o afilamento do tronco: Demaerschalk, Ormerod, Schöepfer e Hradetzky. Estes modelos foram testados para estimação do volume e da altura para os diâmetros comerciais de 7 e 28 cm. Foram utilizadas 32 árvores-amostra no ajuste das equações e 27 árvores-amostra para os testes de validação. Baseado na análise gráfica dos resíduos, nas estatísticas avaliadas (coeficiente de correlação, erro padrão relativo, bias (B), na média das diferenças (MD) e desvio padrão das diferenças (DPD)) e no teste de Leite e Oliveira (2002), verificou-se que o modelo de Ormerod foi o que apresentou melhores estimativas de volume e o modelo de Schöepfer obteve melhores resultados de altura. A segunda parte constitui-se na avaliação de uma metodologia de inventário para estimar a produção de madeira para serraria em relação a classes de qualidade e de sortimento. Foram lançadas oito parcelas circulares de 855 m². Nessas parcelas foram medidos o diâmetro na altura de 1,30 m (DAP) e altura total (Ht) das árvores, sendo os fustes com DAP xiv maior que 28 cm classificados de acordo com classes de qualidade definidas a priori. Os fustes das árvores das 8 parcelas foram submetidos ao processo de otimização. Após a colheita de todas as árvores das oito parcelas, os fustes foram marcados por uma equipe treinada e passaram pelo processo de traçamento para posterior comparação dos volumes comerciais das toras traçadas com o volume obtido pelo método de otimização. O volume e o número de toras por classes de qualidade e sortimento, otimizado e colhido, diferiram significativamente pelo teste qui-quadrado a 5% de probabilidade. Conclui-se que há necessidade de padronização do treinamento das equipes de colheita e inventário florestal e a metodologia de inventário apresentada necessita de ajustes antes de sua implementação.

Orientador: Yuzo Iano / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-09T15:45:35Z (GMT). No. of bitstreams: 1 LaricoChavez_RogerFredy_M.pdf: 5399459 bytes, checksum: 98e285b0ab78aa02b5bde3944dc7d9d6 (MD5) Previous issue date: 2007 / Resumo: A biometria tem sido utilizada amplamente em segurança de sistemas automatizados. Neste trabalho propõe-se um sistema de reconhecimento pessoal baseado na biometria de íris. Essa escolha baseia-se no fato de que a íris fornece uma das melhores formas de biometria, atualmente. Tem-se como objetivo, estudar e melhorar os métodos existentes visando uma diminuição no tempo de processamento, na quantidade de memória requerida bem como na porcentagem de erros. A pesquisa mostra que o bloco mais lento corresponde ao da localização. O bloco que insere mais erros no processo de reconhecimento é o da captura de dados, isso porque a coleta de informações é feita por um dispositivo (câmera) em um ambiente onde muitos fatores transformam-se em fontes de erros. Os algoritmos de reconhecimento estudados visam uma percentagem de erro mínimo. Para o desenvolvimento de um algoritmo rápido visando o reconhecimento de íris, é necessária uma localização adequada da imagem, com pouca perda de informação. Neste trabalho, também se apresenta um algoritmo detalhado de localização rápida da textura da íris. Para isso, se utiliza um esquema de busca iterativa de centros e raios de círculos concêntricos bem como a aplicação de ruído gaussiano e a utilização de filtros medianos para se conseguir uma resposta confiável. Os resultados encontrados são comparados com algoritmos publicados na literatura e exaustivamente testados. O algoritmo proposto apresenta desempenho superior em comparação com outros em relação à velocidade de processamento assim como um incremento na exatidão de reconhecimento / Abstract: The biometric has been widely used in automated security systems. In this work we propose a biometrics personal identification system based on iris, due to its better biometrics parameters results. The purpose of this study is to improve existing methods aiming to decrease the processing time, the required storage memory and the error rate. Our research shows that the slowest operation is the segmentation of iris. Also, the block that adds more errors in the recognition process is the data capture, due to the fact it is made by a device (camera) in such environment that many factors can become source of errors. The studied recognition algorithms search for a minimum error percentage. In order to develop a fast algorithm for iris recognition we need a fine segmentation image, with a low loss of information. In this work, we also present a detailed algorithm for the fast segmentation of iris texture that was achieved using an iterative search for centers and radius of concentric circles, as well as the application of Gaussian noise and the utilization of median filters to get reliable results. The achieved results are evaluated and compared to the published algorithms. The algorithm presents a better performance with relation to processing speed as well as an improvement of the recognition precision / Mestrado / Telecomunicações e Telemática / Mestre em Engenharia Elétrica

Submitted by Cássia Santos (cassia.bcufg@gmail.com) on 2017-03-28T11:45:59Z No. of bitstreams: 2 Dissertação - João Neto Cronemberger Galvão - 2017.pdf: 3677244 bytes, checksum: 131ab2bd6a3da711a718560ca96c89b6 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Approved for entry into archive by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2017-03-28T13:49:38Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Dissertação - João Neto Cronemberger Galvão - 2017.pdf: 3677244 bytes, checksum: 131ab2bd6a3da711a718560ca96c89b6 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Made available in DSpace on 2017-03-28T13:49:38Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Dissertação - João Neto Cronemberger Galvão - 2017.pdf: 3677244 bytes, checksum: 131ab2bd6a3da711a718560ca96c89b6 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Previous issue date: 2017-02-17 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / Over the years, biometrics has become a valuable resource for human identification be- cause it is an affordable, safe and reliable technique. Various security entities throughout the world, public and private, are committed to the use of biometrics in security; both in access control and for identifying suspects. In addition, many crimes can be prevented with tools that allow crosschecking of biometric data. However, biometric systems cur- rently in use are developed and provided by companies as proprietary systems. For this reason, the creation of a free and open tool will bring more security, control and savings for the government. For this reason, the objective of this work is to create a prototype of a free and open tool, developed within the Web Services approach, associated to the development of an API that will aim at a standardization of biometrics services, conside- ring the exchange of data between distinct and independent biometric applications with a low level of coupling and interoperability between systems of different platforms and technologies, so that it is possible to add to the service and use of multiple biometric functionalities such as face recognition, voice, fingerprints, hand geometry, iris, or even a combination, among others, to perform a task of personal identification. / A cada dia que passa, a biometria vem se tornando um recurso valioso para identifica- ção humana, pois trata-se de uma técnica acessível, segura e confiável. Várias entidades de segurança, por todo o mundo, públicas e privadas, estão empenhadas na utilização da biometria na área de segurança, tanto no controle de acesso, quanto para identifica- ção de investigados. Além disso, diversos crimes podem ser evitados com ferramentas que possibilitam o cruzamento de dados biométricos. No entanto, a maioria dos sistemas biométricos em uso atualmente são desenvolvidos e fornecidos por empresas como siste- mas proprietários, desenvolvidos isoladamente, sem o compartilhamento de informações e base de dados, não atendendo, a contento, as necessidades de agentes governamentais no que se refere à escala, controle e economia no uso das aplicações de biometria. Por esta razão, o objetivo deste trabalho será a criação de um protótipo de uma ferramenta livre e aberta, desenvolvida dentro da abordagem de Serviços Web, associado ao desen- volvimento de uma API que visará a padronização dos serviços de biometria, tendo em vista o intercâmbio de dados entre aplicações biométricas distintas e independentes, com um nível reduzido de acoplamento e com interoperabilidade entre sistemas de diferentes plataformas e tecnologias, de modo que seja possível agregar ao serviço o uso de várias funcionalidades biométricas tais como: o reconhecimento de face, a voz, as impressões digitais, a geometria da mão, a íris, ou mesmo a combinação destas, dentre outras, para executar a tarefa de identificação pessoal.

Este trabalho contribui para a evolução dos métodos que lidam com a quantificação de biomassa em plantações florestais em grande escala. Mais especificamente, explora o potencial de novos métodos baseados em sistemas de escaneamento a laser aerotransportado (ALS) que produzem uma representação 3D da estrutura vertical e horizontal acima do solo em plantios de Eucalyptus spp. A abordagem assume que a biomassa acima do solo pode ser estimada de forma precisa quando o perfil vertical da altura do dossel e a área basal são bem conhecidos. Assim, quatro questões foram analisadas: (i) se a função de densidade probabilidade Weibull com dois parâmetros (escala ? e forma ?) consegue descrever com precisão a distribuição vertical de pontos gerada pela tecnologia ALS e gerar um perfil aparente de altura de dossel adequado em plantios de eucalipto; (ii) se quando gerada por tecnologia ALS, a proporção de retornos no subdossel e solo tem relação significativa e positiva com a variável área basal; (iii) qual a qualidade da predição de área basal e de biomassa seca de lenho quando são usadas como variáveis explicativas um percentil baixo de altura da nuvem ALS e o parâmetro de escala da distribuição Weibull ajustada para definir o perfil vertical do dossel; e (iv) qual a qualidade dos mapas de biomassa de lenho de plantios de eucaliptos quando produzidos a partir de dois métodos diferentes, um de interpolação de dados das parcelas de campo (krigagem ordinária) e outro que usa a nuvem de pontos ALS para calibrar as informações das parcelas de campo (regressão linear). Os resultados mostraram que a função Weibull de dois parâmetros ajustou com precisão adequada o perfil das alturas do plantio de eucalipto. Do ponto de vista prático, esse resultado reforça as estratégias de uso dos parâmetros da função Weibull (escala e forma) como métricas que caracterizam adequadamente a estrutura vertical dos povoamentos florestais. A estimativa de área basal em função da proporção de retornos no subdossel e no solo mostrou-se moderada (R² = 0.42 e rRMSE = 7.6%), sendo necessários mais estudos que investiguem essa relação. As predições de área basal e biomassa do lenho foram aprimoradas em função do parâmetro ? da função Weibull, usado como estimador de escala para as alturas do dossel (área basal, R² = 0.77 e rRMSE = 4.8% e biomassa do lenho, R² = 0.89 e rRMSE = 5.1%). As variáveis, percentil 30 e parâmetro de forma (?) da função Weibull, também produziram boas estimativas (R² = 0.82 para área basal e R² = 0.93 para biomassa de lenho). Os mapas de predição de biomassa de lenho mostraram-se mais precisos quando derivados a partir de dados ALS (rRMSE = 5.5% versus 12.7% na interpolação por krigagem ordinária). / This work contributes to the evolution of methods dealing with the quantification of biomass in large-scale forest plantations. More specifically, it explores the potential of new methods based on airborne laser scanning systems to produce a 3D representation of the vertical and horizontal structure of above ground Eucalyptus spp plantations. The approach assumes that above ground biomass can be precisely estimated when the vertical profile of canopy heights and basal area are well known. Thus, four questions are examined: (i) can the Weibull probability density function (pdf) with two parameters (? scale and ? shape) describe accurately the vertical distribution of points generated by the ALS technology and generate an adequate apparent profile of canopy heights for the eucalyptus plantation?; (ii) when generated by the ALS technology, is the proportion of understory returns to ground returns significantly and positively related with basal area?; (iii) how well are basal area and dry stem biomass predicted by models using low height percentile values of the ALS point cloud and the scale parameter of the Weibull distribution describing the vertical canopy profile?; and (iv) how accurate are stem biomass maps of the eucalyptus plantation when two different methods are used, one based on interpolation that uses sample plots information (ordinary kriging) and another that uses the ALS point cloud to calibrate the sample plot information (linear regression)? The results showed that the Weibull pdf with two parameters fitted with adequate accuracy the plantation\'s height profiles. From a practical standpoint, this result reinforces the strategies of using the Weibull parameters (scale and shape) as metrics that adequately characterize the vertical structure of forest stands. Basal area estimates derived from the proportion of understory and ground returns presented only moderated accuracy (R² = 0.42 e rRMSE = 7.6%) and more research is needed to investigate such relationship. Good results were obtained when basal area and stem biomass were fitted as a function of the Weibull ? parameter, as a proxy for the scale of canopy heights (basal area, R² = 0.77 e rRMSE = 4.8%, and stem biomass, R² = 0.89 and rRMSE = 5.1%). The explanatory variables percentile 30 and the Weibull shape parameter (?) also produced good estimates (R² = 0.82 for basal area and R² = 0.93 for stem biomass). Stem biomass prediction maps showed to be more accurate when derived from ALS data (rRMSE = 5.5% against 12.7% derived from ordinary kriging interpolation).

As florestas plantadas contribuem para o desenvolvimento econômico, social e ambiental brasileiro, e o setor florestal busca plantios cada vez mais produtivos e melhor aproveitados. A tecnologia a laser aerotransportada (ALS - Airborne Laser Scanning), capaz de gerar informações tridimensionais precisas em extensas áreas e em pequeno intervalo de tempo, tem se destacado nas aplicações florestais, sendo utilizada na quantificação e caracterização de florestas. Neste estudo foram utilizados dados ALS obtidos em dois sobrevoos (2013 e 2014), cobrindo uma área de plantio do gênero Eucalyptus com diferentes clones e idades, localizada no estado de São Paulo. Esta dissertação é dividida em três partes. A primeira buscou avaliar a combinação de métricas ALS e de dupla amostragem nas estimativas de volume e na redução da intensidade amostral, comparando seus resultados aos de métodos amostrais tradicionais. Os resultados mostraram que a dupla amostragem obteve o menor erro de amostragem dentre os delineamentos, permitindo a redução do esforço amostral. A segunda parte visou caracterizar as diferenças estruturais existentes entre clones de eucalipto, com diferentes idades, a partir de métricas ALS e perfis de altura do dossel (CHP). O estudo mostrou que é possível distinguir a estrutura do dossel dos clones, o que pode contribuir com melhorias nas estimativas e no gerenciamento dos plantios comerciais. Na última parte, foram avaliados dois algoritmos de detecção de árvores individuais quanto à quantificação dos indivíduos e os efeitos da composição (tamanho de célula e filtragem) do modelo digital de alturas (CHM) no desempenho desses algoritmos. Verificou-se que as características do CHM influenciam na detecção. A estratégia com melhor desempenho resultou em um erro médio relativo de 11% no número de indivíduos. / Planted forests contribute to the economic, social and environmental development of Brazil, and the forest industry aims to increase productivity and the efficient use of these plantations. Airborne Laser Scanning (ALS) technology, capable of generating accurate three-dimensional information, covering large areas in a short time, has highlighted potential in forestry applications and has been applied in forests quantification and characterization. In this study, ALS data were obtained from two flights (2013 and 2014), covering a Eucalyptus plantation area with different clones and ages, in the state of São Paulo. This thesis comprises three parts. The first study aimed to evaluate the combination of ALS metrics and double sampling design for volume estimates and reducing sampling intensity, comparing the results to traditional sampling methods. Results showed that the double sampling had the lowest error from the designs, allowing the reduction of the sampling effort. The second part was proposed to characterize the structural differences between Eucalyptus clones with different ages, based on metrics ALS and canopy height profiles (CHP). The study showed that it is possible to distinguish the canopy structure of the clones, which can contribute to improvements in estimates and management of commercial plantations. In the last study, two individual tree detection algorithms were evaluated for quantification of individuals, and the effect of the canopy height model (CHM) composition at the performance of these algorithms was analyzed. It was found that the CHM characteristics influence the tree detection. The strategy with better performance resulted in an average relative error of 11% in number of trees.