Nous construisons un foncteur de la catégorie des variétés sur un corps ou un anneau topologique K, de caractéristique arbitraire, dans la catégorie des variétés sur A, où A est une algèbre de Weil, c'est-à-dire une K-algèbre de la forme A = K + N, où N est un idéal nilpotent. Le foncteur correspondant, noté T^A, et appelé foncteur de Weil, peut être interprété comme un foncteur d'extension scalaire de K à A. Il est construit à l'aide des polynômes de Taylor, dont nous donnons une définition en caractéristique quelconque. Ce résultat généralise à la fois des résultats connus pour les variétés réelles ordinaires, et les résultats obtenus dans le cas des foncteurs tangents itérés et dans le cas des anneaux de jets (A = K[X]/(X^{k+1})). Nous montrons que pour toute variété M, T^A M possède une structure de fibré polynomial sur M, et nous considérons certains aspects algébriques des foncteurs de Weil, notamment ceux liés à l'action du « groupe de Galois » Aut_K(A). Nous étudions les connexions, qui sont un outil important d'analyse des fibrés, dans deux contextes différents : d'une part sur les fibrés T^A M, et d?autre part sur des fibrés généraux sur M, en suivant l'approche d'Ehresmann. Les opérateurs de courbure d'une connexion sont induits par l'action du groupe de Galois Aut_K(A) et ils forment une obstruction à l'« intégrabilité » d'une connexion K-lisse en une connexion A-lisse / We construct a functor from the category of manifolds over a general topological base field or ring K, of arbitrary characteristic, to the category of manifolds over A, where A is a so-called Weil algebra, i.e. a K-algebra of the form A = K + N, where N is a nilpotent ideal. The corresponding functor, denoted by T^A, and called a Weil functor, can be interpreted as a functor of scalar extension from K to A. It is constructed by using Taylor polynomials, which we define in arbitrary characteristic. This result generalizes simultaneously results known for ordinary, real manifolds, and results for iterated tangent functors and for jet rings (A = K[X]/(X^{k+1})). We show that for any manifold M, T^A M is a polynomial bundle over M, and we investigate some algebraic aspects of the Weil functors, in particular those related to the action of the "Galois group" Aut_K(A). We study connections, which are an important tool for the analysis of fiber bundles, in two different contexts : connections on the Weil bundles T^A M, and connections on general bundles over M, following Ehresmann's approach. The curvature operators are induced by the action of the Galois group Aut_K(A) and they form an obstruction to the "integrability" of a K-smooth connection to an A-smooth one

Cette thèse se demande en quoi les demandes de relocalisation alimentaire contribuent à transformer la gestion de l’accès au foncier agricole. Plus largement, il s’agit de comprendre comment le partage des terres entre les personnes souhaitant y avoir accès prend en compte la diversité des modèles agricoles et alimentaires. Le corpus étudié se compose de mobilisations de terre pour une agriculture nourricière de proximité, qui sont menées par des acteurs publics locaux, le mouvement Terre de Liens et des agriculteurs. Leur analyse est réalisée de manière croisée, à partir d’enquêtes conduites dans trois zones d’étude françaises couplant ville et campagne.Le projet de relocalisation est d’abord porté par une large diversité d’exploitations. Son inscription spatiale complexe et les représentations territoriales qui y sont liées invitent à redéfinir la catégorie de "local" en matière alimentaire. Ensuite, les mobilisations de terre participent à renouveler les voies d’accès au foncier : des stratégies domaniales misent sur la mise en œuvre localisée de modes de gestion du foncier alternatifs, tandis que des stratégies réticulaires ciblent la circulation de l’information foncière. L’application du cadre des faisceaux de droits foncier permet d’analyser les réajustements des limites respectives de la propriété et de l’usage de la terre. Enfin, les rapports de pouvoir présidant au partage du foncier, qui font notamment intervenir les Safer et les représentants de la profession agricole, ne sont modifiés qu’à la marge. Au-delà de rares cas de gouvernance de la coexistence foncière des modèles agricoles, la thèse indique comment comprendre l’objet d’étude depuis une perspective de justice foncière. / This dissertation focuses on how the rise of local food issues impacts the way access to farmland is managed in France. This question fits into a a broader concern about how processes of allocation of land take into account the diversity of agricultural models. My corpus is made up of case studies of land operations benefiting a relocalized agriculture and carried out by local public authorities,the civic movement Terre de Liens and farmers. I study them through a cross analysis of surveys undertaken in three regions associating a city and the surrounding countryside : the Ami´enois, the Lyonnais and the south-east of the Aveyron departement.Fist, the relocalization project appears to be implemented in a wide variety of farms. Its complex spatial scope and the related social representations call for a renewed definition of the ”food localness” category. Second, the land operations help renewing the means of accessing farmland. Estate strategies rely on setting up alternative farmland management styles at a local scale, whereas network strategies target land information flows. Building on a bundle of rights framework, the dissertation analyses how the demarcartion between property and use of the land evolves. Third, the power relationships governing the allocation of land are only incrementally modified, as the Safer and traditional farmers’ unions remain at the center. Beyond scarce cases of governance of the land-based coexistence of agricultural models, the dissertation build up a land justice frameworksuited to France.

La valorisation des réservoirs gaziers compacts, dits Tight Gas Reservoirs (TGR), dont les découvertes sont importantes, permettrait d’augmenter significativement les ressources mondiales d’hydrocarbures. Dans l’objectif d’améliorer la production de ces types de réservoirs, nous avons mené une étude ayant pour but de parvenir à une meilleure compréhension de la relation entre l’endommagement et les propriétés de transport des géomatériaux. L’évolution de la microstructure d’éprouvettes qui ont été soumises préalablement à des chargements dynamiques est étudiée. Une estimation de leurs perméabilités avec l’endommagement est tout d’abord présentée à l’aide d’un modèle de pores parallèles couplant un écoulement de Poiseuille avec la diffusion de Knudsen. Nous avons ensuite mené des travaux expérimentaux afin d’estimer l’évolution de la perméabilité avec l’endommagement en relation avec l’évolution de la distribution de tailles de pores. Les mesures de perméabilité sont effectuées sur des cylindres en mortier similaire aux roches tight gas, soumis à une compression uniaxiale. La caractérisation des microstructures des mortiers endommagés est réalisée par porosimétrie par intrusion de mercure. Afin d’estimer l’évolution de la perméabilité, un nouveau modèle hiérarchique aléatoire est présenté. Les comparaisons avec les données expérimentales montrent la capacité de ce modèle à estimer non seulement les perméabilités apparentes et intrinsèques mais aussi leurs évolutions sous l’effet d’un chargement introduisant une évolution de la distribution de taille de pores. Ce modèle, ainsi que le dispositif expérimental employé, ont été étendus afin d’estimer à l’avenir les perméabilités relatives de mélanges gazeux. Le dernier chapitre présente une étude de l’adsorption de méthane dans différents milieux fracturés par chocs électriques. Les résultats, utiles pour l’estimation des ressources en place, ont montré que la fracturation permet de favoriser l’extraction du gaz initialement adsorbé. / The valorization of compact gas reservoirs, called tight gas reservoirs (TGR), whose discoveries are important, would significantly increase the global hydrocarbon resources. With the aim of improving the production of these types of gas, we have conducted a study to achieve a better understanding of the relationship between damage and the transport properties of geomaterials. The microstructure evolution of specimens, which were submitted beforehand to dynamic loading, has been investigated. An estimation of their permeability upon damage is first presented with the help of a bundle model of parallel capillaries coupling Poiseuille flow with Knudsen diffusion. Then, we have carried out an experimental work to estimate the permeability evolution upon damage in relation to the evolution of the pore size distribution in uniaxial compression. The measurements of permeability have been performed on mortar cylinders, designed to mimic typical tight rocks that can be found in tight gas reservoirs. Microstructural characterization of damaged mortars has been performed with the help of mercury intrusion porosimetry (MIP). To estimate the permeability evolution, a new random hierarchical model has been devised. The comparisons with the experimental data show the ability of this model to estimate not only the apparent and intrinsic permeabilities but also their evolutions under loading due to a change in the pore size distribution. This model and the experimental set up have been extended to estimate the relative permeabilities of gas mixtures in the future. The final chapter presents a study of the adsorption of methane on different porous media fractured by electrical shocks. The results, concerning the estimation of the in-place resources, have shown that fracturing can enhance the extraction of the initial amount of adsorbed gas.

無人飛行載具(Unmanned Aerial Vehicle, UAV)於要求精度之圖資測製應用時，因飛行高度較低並可在雲下飛行取像，與大型載具相比可更機動性獲取空間解析度較高之影像，雖無法如大型載具酬載大像幅感測器供大區域圖資製作，但於小區域之圖資更新卻相當適合。但一般UAV因酬載重量限制，僅可酬載體積小且重量輕之感測器，如非量測型相機及低精度定位定向系統，即AHRS系統。因此，本研究嘗試在UAV上酬載Trimble BD970 GNSS OEM GPS接收模組，此GPS接收模組體積小且重量輕可安置於UAV上，並透過VBS-RTK GPS定位技術獲取UAV精確飛行軌跡資訊，再經時間內插相機曝光瞬時的GPS資訊供空中控制使用，輔助UAV影像空中三角測量(簡稱空三)平差，以降低地面控制點需求。 但欲引入GPS觀測量供空中控制使用必須考量GPS天線與相機投影中心偏移量之問題，但因UAV所酬載之非量測型相機，將造成此偏移量不易透過地面測量方式測得，於本研究將於空三平差時使用線性漂移參數克服此偏移量無法量測之問題；此外，UAV所酬載之非量測型相機，相機參數乃透過地面近景攝影測量以自率光束法平差方式率定所得，但率定所得相機參數無法完全描述相機在航拍取像時的情況，故本研究於空三平差將採用自率光束法克服相機參數率定不完全之問題。實驗中，首先確定GPS模組BD970在VBS-RTK GPS定位技術下在地面高速移動時可獲得高精度的定位成果；接續驗證線性漂移參數及自率光束法平差於此研究的適用性；最後亦探討不同地面控制點配置及來源對空三平差之精度探討，並提出1/5000基本圖圖資測製精度要求下，VBS-RTK GPS輔助UAV影像自率光束法空三平差的地面控制點最適配置。 / UAV(Unmanned Aerial Vehicle) is currently used in civil purpose such as mapping and disaster monitoring. One of UAV advantages is to collect images with high resolution for mapping demand. However, due to payload limitations of UAV, it is difficult to mount metric aerial camera and precise POS(Positioning and Orientation System) device. Instead, only the non-metric camera and the low accurate AHRS (Attitude and Heading Reference System) can be installed. For mapping demands, Trimble BD970 GNSS OEM board will be carried on the UAV to collect the high accurate flying trajectory as control information for AT (aerial triangulation) by VBS-RTK(Virtual Base Station - Real Time Kinematic) GPS technique. Meanwhile self-calibration bundle adjustment will be employed for AT(Aerial Triangulation) to overcome the imperfect calibration of non-metric camera by the close-range photogrammetric approach. The precise offset between image perspective center and GPS antenna center, called GPS antenna-camera offset, is hard to measure in centimenter level by terrestrial measurement approach. Therefore the drift parameters will be utilized to solve the problem of GPS antenna-camera offset while performing bundle adjustment with self-calibration for AT of UAV images. In the experiments of this study, the height positioning accuracy of BD970 by VBS-RTK GPS approach at high speed movement will be proved firstly. Then the adaptability of drift parameters and self-calibration for GPS supported AT of UAV images will be verified. Finally, the accuracy of AT by using different control information will be analized and appropriate configuration of GCPs(Ground Control Points) for VBS-RTK GPS supported self-calibration bundle adjustment for AT of UAV images will be proposed under the mapping demand with the scale of 1 : 5000.

Die dreidimensionale Erfassung der Form und Lage eines beliebigen Objekts durch die flexiblen Methoden und Verfahren der Photogrammetrie spielt für ein breites Spektrum technisch-industrieller und naturwissenschaftlicher Einsatzgebiete eine große Rolle. Die Anwendungsmöglichkeiten reichen von Messaufgaben im Automobil-, Maschinen- und Schiffbau über die Erstellung komplexer 3D-Modelle in Architektur, Archäologie und Denkmalpflege bis hin zu Bewegungsanalysen in Bereichen der Strömungsmesstechnik, Ballistik oder Medizin. In der Nahbereichsphotogrammetrie werden dabei verschiedene optische 3D-Messsysteme verwendet. Neben flächenhaften Halbleiterkameras im Einzel- oder Mehrbildverband kommen aktive Triangulationsverfahren zur Oberflächenmessung mit z.B. strukturiertem Licht oder Laserscanner-Systeme zum Einsatz. 3D-Kameras auf der Basis von Photomischdetektoren oder vergleichbaren Prinzipien erzeugen durch die Anwendung von Modulationstechniken zusätzlich zu einem Grauwertbild simultan ein Entfernungsbild. Als Einzelbildsensoren liefern sie ohne die Notwendigkeit einer stereoskopischen Zuordnung räumlich aufgelöste Oberflächendaten in Videorate. In der 3D-Bewegungsanalyse ergeben sich bezüglich der Komplexität und des Rechenaufwands erhebliche Erleichterungen. 3D-Kameras verbinden die Handlichkeit einer Digitalkamera mit dem Potential der dreidimensionalen Datenakquisition etablierter Oberflächenmesssysteme. Sie stellen trotz der noch vergleichsweise geringen räumlichen Auflösung als monosensorielles System zur Echtzeit-Tiefenbildakquisition eine interessante Alternative für Aufgabenstellungen der 3D-Bewegungsanalyse dar. Der Einsatz einer 3D-Kamera als Messinstrument verlangt die Modellierung von Abweichungen zum idealen Abbildungsmodell; die Verarbeitung der erzeugten 3D-Kameradaten bedingt die zielgerichtete Adaption, Weiter- und Neuentwicklung von Verfahren der Computer Vision und Photogrammetrie. Am Beispiel der Untersuchung des zwischenmenschlichen Bewegungsverhaltens sind folglich die Entwicklung von Verfahren zur Sensorkalibrierung und zur 3D-Bewegungsanalyse die Schwerpunkte der Dissertation. Eine 3D-Kamera stellt aufgrund ihres inhärenten Designs und Messprinzips gleichzeitig Amplituden- und Entfernungsinformationen zur Verfügung, welche aus einem Messsignal rekonstruiert werden. Die simultane Einbeziehung aller 3D-Kamerainformationen in jeweils einen integrierten Ansatz ist eine logische Konsequenz und steht im Vordergrund der Verfahrensentwicklungen. Zum einen stützen sich die komplementären Eigenschaften der Beobachtungen durch die Herstellung des funktionalen Zusammenhangs der Messkanäle gegenseitig, wodurch Genauigkeits- und Zuverlässigkeitssteigerungen zu erwarten sind. Zum anderen gewährleistet das um eine Varianzkomponentenschätzung erweiterte stochastische Modell eine vollständige Ausnutzung des heterogenen Informationshaushalts. Die entwickelte integrierte Bündelblockausgleichung ermöglicht die Bestimmung der exakten 3D-Kamerageometrie sowie die Schätzung der distanzmessspezifischen Korrekturparameter zur Modellierung linearer, zyklischer und signalwegeffektbedingter Fehleranteile einer 3D-Kamerastreckenmessung. Die integrierte Kalibrierroutine gleicht in beiden Informationskanälen gemessene Größen gemeinsam, unter der automatischen Schätzung optimaler Beobachtungsgewichte, aus. Die Methode basiert auf dem flexiblen Prinzip einer Selbstkalibrierung und benötigt keine Objektrauminformation, wodurch insbesondere die aufwendige Ermittlung von Referenzstrecken übergeordneter Genauigkeit entfällt. Die durchgeführten Genauigkeitsuntersuchungen bestätigen die Richtigkeit der aufgestellten funktionalen Zusammenhänge, zeigen aber auch Schwächen aufgrund noch nicht parametrisierter distanzmessspezifischer Fehler. Die Adaptivität und die modulare Implementierung des entwickelten mathematischen Modells gewährleisten aber eine zukünftige Erweiterung. Die Qualität der 3D-Neupunktkoordinaten kann nach einer Kalibrierung mit 5 mm angegeben werden. Für die durch eine Vielzahl von meist simultan auftretenden Rauschquellen beeinflusste Tiefenbildtechnologie ist diese Genauigkeitsangabe sehr vielversprechend, vor allem im Hinblick auf die Entwicklung von auf korrigierten 3D-Kameradaten aufbauenden Auswertealgorithmen. 2,5D Least Squares Tracking (LST) ist eine im Rahmen der Dissertation entwickelte integrierte spatiale und temporale Zuordnungsmethode zur Auswertung von 3D-Kamerabildsequenzen. Der Algorithmus basiert auf der in der Photogrammetrie bekannten Bildzuordnung nach der Methode der kleinsten Quadrate und bildet kleine Oberflächensegmente konsekutiver 3D-Kameradatensätze aufeinander ab. Die Abbildungsvorschrift wurde, aufbauend auf einer 2D-Affintransformation, an die Datenstruktur einer 3D-Kamera angepasst. Die geschlossen formulierte Parametrisierung verknüpft sowohl Grau- als auch Entfernungswerte in einem integrierten Modell. Neben den affinen Parametern zur Erfassung von Translations- und Rotationseffekten, modellieren die Maßstabs- sowie Neigungsparameter perspektivbedingte Größenänderungen des Bildausschnitts, verursacht durch Distanzänderungen in Aufnahmerichtung. Die Eingabedaten sind in einem Vorverarbeitungsschritt mit Hilfe der entwickelten Kalibrierroutine um ihre opto- und distanzmessspezifischen Fehler korrigiert sowie die gemessenen Schrägstrecken auf Horizontaldistanzen reduziert worden. 2,5D-LST liefert als integrierter Ansatz vollständige 3D-Verschiebungsvektoren. Weiterhin können die aus der Fehlerrechnung resultierenden Genauigkeits- und Zuverlässigkeitsangaben als Entscheidungskriterien für die Integration in einer anwendungsspezifischen Verarbeitungskette Verwendung finden. Die Validierung des Verfahrens zeigte, dass die Einführung komplementärer Informationen eine genauere und zuverlässigere Lösung des Korrespondenzproblems bringt, vor allem bei schwierigen Kontrastverhältnissen in einem Kanal. Die Genauigkeit der direkt mit den Distanzkorrekturtermen verknüpften Maßstabs- und Neigungsparameter verbesserte sich deutlich. Darüber hinaus brachte die Erweiterung des geometrischen Modells insbesondere bei der Zuordnung natürlicher, nicht gänzlich ebener Oberflächensegmente signifikante Vorteile. Die entwickelte flächenbasierte Methode zur Objektzuordnung und Objektverfolgung arbeitet auf der Grundlage berührungslos aufgenommener 3D-Kameradaten. Sie ist somit besonders für Aufgabenstellungen der 3D-Bewegungsanalyse geeignet, die den Mehraufwand einer multiokularen Experimentalanordnung und die Notwendigkeit einer Objektsignalisierung mit Zielmarken vermeiden möchten. Das Potential des 3D-Kamerazuordnungsansatzes wurde an zwei Anwendungsszenarien der menschlichen Verhaltensforschung demonstriert. 2,5D-LST kam zur Bestimmung der interpersonalen Distanz und Körperorientierung im erziehungswissenschaftlichen Untersuchungsgebiet der Konfliktregulation befreundeter Kindespaare ebenso zum Einsatz wie zur Markierung und anschließenden Klassifizierung von Bewegungseinheiten sprachbegleitender Handgesten. Die Implementierung von 2,5D-LST in die vorgeschlagenen Verfahren ermöglichte eine automatische, effektive, objektive sowie zeitlich und räumlich hochaufgelöste Erhebung und Auswertung verhaltensrelevanter Daten. Die vorliegende Dissertation schlägt die Verwendung einer neuartigen 3D-Tiefenbildkamera zur Erhebung menschlicher Verhaltensdaten vor. Sie präsentiert sowohl ein zur Datenaufbereitung entwickeltes Kalibrierwerkzeug als auch eine Methode zur berührungslosen Bestimmung dichter 3D-Bewegungsvektorfelder. Die Arbeit zeigt, dass die Methoden der Photogrammetrie auch für bewegungsanalytische Aufgabenstellungen auf dem bisher noch wenig erschlossenen Gebiet der Verhaltensforschung wertvolle Ergebnisse liefern können. Damit leistet sie einen Beitrag für die derzeitigen Bestrebungen in der automatisierten videographischen Erhebung von Körperbewegungen in dyadischen Interaktionen. / The three-dimensional documentation of the form and location of any type of object using flexible photogrammetric methods and procedures plays a key role in a wide range of technical-industrial and scientific areas of application. Potential applications include measurement tasks in the automotive, machine building and ship building sectors, the compilation of complex 3D models in the fields of architecture, archaeology and monumental preservation and motion analyses in the fields of flow measurement technology, ballistics and medicine. In the case of close-range photogrammetry a variety of optical 3D measurement systems are used. Area sensor cameras arranged in single or multi-image configurations are used besides active triangulation procedures for surface measurement (e.g. using structured light or laser scanner systems). The use of modulation techniques enables 3D cameras based on photomix detectors or similar principles to simultaneously produce both a grey value image and a range image. Functioning as single image sensors, they deliver spatially resolved surface data at video rate without the need for stereoscopic image matching. In the case of 3D motion analyses in particular, this leads to considerable reductions in complexity and computing time. 3D cameras combine the practicality of a digital camera with the 3D data acquisition potential of conventional surface measurement systems. Despite the relatively low spatial resolution currently achievable, as a monosensory real-time depth image acquisition system they represent an interesting alternative in the field of 3D motion analysis. The use of 3D cameras as measuring instruments requires the modelling of deviations from the ideal projection model, and indeed the processing of the 3D camera data generated requires the targeted adaptation, development and further development of procedures in the fields of computer graphics and photogrammetry. This Ph.D. thesis therefore focuses on the development of methods of sensor calibration and 3D motion analysis in the context of investigations into inter-human motion behaviour. As a result of its intrinsic design and measurement principle, a 3D camera simultaneously provides amplitude and range data reconstructed from a measurement signal. The simultaneous integration of all data obtained using a 3D camera into an integrated approach is a logical consequence and represents the focus of current procedural development. On the one hand, the complementary characteristics of the observations made support each other due to the creation of a functional context for the measurement channels, with is to be expected to lead to increases in accuracy and reliability. On the other, the expansion of the stochastic model to include variance component estimation ensures that the heterogeneous information pool is fully exploited. The integrated bundle adjustment developed facilitates the definition of precise 3D camera geometry and the estimation of range-measurement-specific correction parameters required for the modelling of the linear, cyclical and latency defectives of a distance measurement made using a 3D camera. The integrated calibration routine jointly adjusts appropriate dimensions across both information channels, and also automatically estimates optimum observation weights. The method is based on the same flexible principle used in self-calibration, does not require spatial object data and therefore foregoes the time-consuming determination of reference distances with superior accuracy. The accuracy analyses carried out confirm the correctness of the proposed functional contexts, but nevertheless exhibit weaknesses in the form of non-parameterized range-measurement-specific errors. This notwithstanding, the future expansion of the mathematical model developed is guaranteed due to its adaptivity and modular implementation. The accuracy of a new 3D point coordinate can be set at 5 mm further to calibration. In the case of depth imaging technology – which is influenced by a range of usually simultaneously occurring noise sources – this level of accuracy is very promising, especially in terms of the development of evaluation algorithms based on corrected 3D camera data. 2.5D Least Squares Tracking (LST) is an integrated spatial and temporal matching method developed within the framework of this Ph.D. thesis for the purpose of evaluating 3D camera image sequences. The algorithm is based on the least squares image matching method already established in photogrammetry, and maps small surface segments of consecutive 3D camera data sets on top of one another. The mapping rule has been adapted to the data structure of a 3D camera on the basis of a 2D affine transformation. The closed parameterization combines both grey values and range values in an integrated model. In addition to the affine parameters used to include translation and rotation effects, the scale and inclination parameters model perspective-related deviations caused by distance changes in the line of sight. A pre-processing phase sees the calibration routine developed used to correct optical and distance-related measurement specific errors in input data and measured slope distances reduced to horizontal distances. 2.5D LST is an integrated approach, and therefore delivers fully three-dimensional displacement vectors. In addition, the accuracy and reliability data generated by error calculation can be used as decision criteria for integration into an application-specific processing chain. Process validation showed that the integration of complementary data leads to a more accurate, reliable solution to the correspondence problem, especially in the case of difficult contrast ratios within a channel. The accuracy of scale and inclination parameters directly linked to distance correction terms improved dramatically. In addition, the expansion of the geometric model led to significant benefits, and in particular for the matching of natural, not entirely planar surface segments. The area-based object matching and object tracking method developed functions on the basis of 3D camera data gathered without object contact. It is therefore particularly suited to 3D motion analysis tasks in which the extra effort involved in multi-ocular experimental settings and the necessity of object signalling using target marks are to be avoided. The potential of the 3D camera matching approach has been demonstrated in two application scenarios in the field of research into human behaviour. As in the case of the use of 2.5D LST to mark and then classify hand gestures accompanying verbal communication, the implementation of 2.5D LST in the proposed procedures for the determination of interpersonal distance and body orientation within the framework of pedagogical research into conflict regulation between pairs of child-age friends facilitates the automatic, effective, objective and high-resolution (from both a temporal and spatial perspective) acquisition and evaluation of data with relevance to behaviour. This Ph.D. thesis proposes the use of a novel 3D range imaging camera to gather data on human behaviour, and presents both a calibration tool developed for data processing purposes and a method for the contact-free determination of dense 3D motion vector fields. It therefore makes a contribution to current efforts in the field of the automated videographic documentation of bodily motion within the framework of dyadic interaction, and shows that photogrammetric methods can also deliver valuable results within the framework of motion evaluation tasks in the as-yet relatively untapped field of behavioural research.

The paper presents a meso-scopic modeling framework for the simulation of three-phase composite consisting of a brittle cementitious matrix and reinforcing AR-glass yarns impregnated with epoxy resin. The construction of the model is closely related to the experimental program covering both the meso-scale test (yarn tensile test and double sided pull-out test) and the macro-scale test in the form of tensile test on the textile reinforced concrete specimen. The predictions obtained using the model are validated using a-posteriori performed experiments.

A multitude of processes cooperate to produce the sensation of sound. The key initial step, the transformation from mechanical motion into an electrical signal, takes place in highly specialized mechanosensitive organelles that are called hair bundles due to their characteristic appearance. Each hair bundle comprises many apposed cylindrical stereocilia that are located in a liquid-filled compartment of the inner ear. The viscous liquid surrounding the hair bundle dissipates energy and dampens oscillations, which poses a fundamental physical challenge to the high sensitivity and sharp frequency selectivity of hearing. To understand the structure-function relationship in this complex system, a realistic physical model of the hair bundle with an appropriate representation of the fluid-structure interactions is needed to identify the relevant physical effects. In this work a novel approach is introduced to analyze the mechanics of the fluid-structure interaction problem in the inner ear. Because the motions during normal mechanotransduction are much smaller than the geometrical scales, a unified linear system of equations describes with sufficient accuracy the behavior of the liquid and solid in terms of a displacement variable. The finite-element method is employed to solve this system of partial differential equations. Based on data from the hair bundle of the bullfrog's sacculus, a detailed model is constructed that resolves simultaneously the interaction with the surrounding liquid as well as the coupling liquid in the narrow gaps between the individual stereocilia. The experimental data are from high-resolution interferometric measurements at physiologically relevant amplitudes in the range from a fraction of a nanometer to several tens of nanometers and over a broad range of frequencies from one millihertz to hundred kilohertz. Different modes of motion are analyzed and their induced viscous drag is calculated. The investigation reveals that grouping stereocilia in a bundle dramatically reduces the total drag as compared to the sum of the drags on individual stereocilia moving in isolation. The stereocilia in a hair bundle are interconnected by oblique tip links that transmit the energy in a sound to the mechanotransduction channels and by horizontal top connectors that provide elastic coupling between adjacent stereocilia. During hair-bundle deflections, the tip links induce additional drag by causing small but very dissipative relative motions between stereocilia; this effect is offset by the horizontal top connectors that restrain such relative movements, assuring that the hair bundle moves as a unit and keeping the total drag low. In the model the stiffness of the links, the stiffness of the stereocilia, and the geometry are carefully adjusted to match experimental observations. The references are stiffness and drag measurements, as well as the coherence measurements for the bundle's opposite edges, both with and without the tip links. The results are further validated by a comparison with the relative motions measured in a sinusoidally stimulated bundle for the distortion frequencies at which movements are induced by the nonlinearity imposed by channel gating. The model of the fluid-structure interactions described here provides insight into the key step in the perception of sound and the method presented provides an efficient and reliable approach to fluid-structure interaction problems at small amplitudes. / Bei der Hörwahrnehmung eines Klangs spielen viele komplexe Prozesse zusammen. Der Schlüsselprozess, die Umwandlung mechanischer Schwingungsbewegung in elektrische Signale, findet in den Haarbündeln im Innenohr statt. Diese Haarbündel sind hoch entwickelte mechanosensitive Organellen, bestehend aus vielen nahe beieinander stehenden Stereozilien umgeben von Flüssigkeit. Die beträchtliche Viskosität dieser Flüssigkeit führt zur Energiedissipation und zur Schwingungsdämpfung, was im Gegensatz zur bekannten hohen Empfindlichkeit und der ausgezeichneten Frequenzselektivität der Hörwahrnehmung steht. Um die Komponenten des Haarbündelsystems in ihrem funktionalen Zusammenspiel besser zu verstehen, bedarf es eines wirklichkeitsgetreuen Modells unter Einbeziehung der Wechselwirkung zwischen Flüssigkeit und Struktur. Mit dieser Arbeit wird ein neuer Ansatz vorgestellt, um die Mechanik der Fluid-Struktur-Wechselwirkung im Innenohr zu analysieren. Da die Bewegungen bei der normalen Mechanotransduktion wesentlich kleiner als die geometrischen Abmessungen sind, ist es möglich, das Verhalten von Fluid und Struktur in Form der Verschiebungsvariable in einem linearen einheitlichen System von Gleichungen ausreichend genau zu beschreiben. Dieses System von partiellen Differentialgleichungen wird mit der Finite-Elemente-Methode gelöst. Basierend auf experimentell ermittelten Daten vom Haarbündel des Ochsenfrosches wird ein detailliertes Modell erstellt, welches sowohl die Interaktion mit der umgebenden Flüssigkeit als auch die koppelnde Flüssigkeit in den engen Spalten zwischen den einzelnen Stereozilien erfasst. Die experimentellen Daten sind Ergebnisse von hochauflösenden interferometrischen Messungen bei physiologisch relevanten Bewegungsamplituden im Bereich von unter einem Nanometer bis zu mehreren Dutzend Nanometern, sowie über einen breiten Frequenzbereich von einem Millihertz bis hundert Kilohertz. Das Modell erlaubt die Berechnung der auftretenden viskosen Widerstände aus der numerischen Analyse der verschiedenen beobachteten Bewegungsmoden. Es kann gezeigt werden, dass durch die Gruppierung zu einem Bündel der Gesamtwiderstand drastisch reduziert ist, im Vergleich zur Summe der Widerstände einzelner Stereozilien, die sich individuell und unabhängig voneinander bewegen. Die einzelnen Stereozilien in einem Haarbündel sind durch elastische Strukturen mechanisch miteinander verbunden: Die Energie des Schalls wird durch schräg angeordnete sogenannte Tiplinks auf die mechanotransduktiven Kanäle übertragen, wohingegen horizontale Querverbindungen die Stereozilien direkt koppeln. Während der Haarbündelauslenkung verursachen die Tiplinks zusätzlichen Widerstand durch stark dissipative Relativbewegungen zwischen den Stereozilien. Die horizontalen Querverbindungen unterdrücken diese Bewegungen und sind dafür verantwortlich, dass sich das Haarbündel als Einheit bewegt und der Gesamtwiderstand gering bleibt. Die Steifigkeit der Stereozilien und der Verbindungselemente sowie deren Geometrie sind in dem Modell sorgfältig angepasst, um eine Übereinstimmung mit den Beobachtungen aus verschiedenen Experimenten zu erzielen. Als Referenz dienen Steifigkeits- und Widerstandsmessungen, sowie Kohärenzmessungen für die gegenüberliegenden Außenkanten des Bündels, die jeweils mit und ohne Tiplinks durchgeführt wurden. Darüberhinaus sind die Ergebnisse durch den Vergleich mit experimentell beobachteten Relativbewegungen validiert, die das Haarbündel infolge von sinusförmiger Anregung bei Distorsionsfrequenzen zeigt. Diese haben ihren Ursprung in dem nichtlinearen Prozess des öffnens von Ionenkanälen. Das entwickelte Modell eines Haarbündels liefert neue Einblicke in den Schlüsselprozess der auditiven Wahrnehmung. Zur Behandlung von Problemen der Fluid-Struktur-Wechselwirkungen bei kleinen Amplituden hat sich der hier ausgearbeitete Ansatz als effizient und zuverlässig erwiesen.

近來三維數值城市及數碼城市（Cyber City）為各界極欲發展及研究的課題，為了要增加三維數值城市的擬真性及美觀程度，通常是將建物模型敷貼真實拍攝之牆面影像，增加三維模型的細緻化程度。而欲精確的敷貼牆面紋理影像，必須嚴密地將所拍攝之近景影像定位定向，一般採用光束法區域平差解算，此時需加上適當的控制點控制資訊才能完成，因此控制點控制資訊若來自地面測量將相當耗費成本。多年來，各地方政府製作大比例尺地形圖時已拍攝相當多的航照影像，可用來做為上述的控制資訊，亦即航空影像控制實體，若能使用這些航空影像控制實體作為控制資訊，不但可有效利用資源，亦能減少控制點取得所需花費的成本。因此，本研究將使用航空影像控制實體所提供的控制資訊做為控制來源。 本研究探討以航空影像控制實體作為控制資訊時，使用非量測型相機以類似傳統航測拍攝方式及旋轉多基線交向拍攝方式拍攝涵蓋建物牆面的目標區影像後，於最少控制且不同控制分布時，對光束法區域平差精度之影響。因使用非量測型相機，故本研究先以iWitnessPRO近景攝影測量軟體率定相機參數，接著以PHIDIAS近景攝影測量軟體解算光束法區域平差。過程中探討使用航空影像控制實體作為控制資訊時，於最少控制且不同控制分布時，加入附加參數解算的自率光束法區域平差與與一般光束法區域平差之精度。根據實驗結果，低樓層取像的光束法區域平差之檢核點RMSE精度，其結果大多可應用於LOD 3精度等級的牆面敷貼。另，因都市地區高樓林立，狹小巷弄多，有鑒於此，本研究使用旋轉多基線交向攝影，結果顯示其將有機會運用於近景攝影測量LOD 3精度等級的牆面紋理敷貼。 / Recently, the studies about the cyber city have become a popular topic. For improving the level of detail of cyber city, photo-realistic textures from images are mapped onto the surfaces of 3D building models. Before the accurate texture mapping, bundle block adjustment can be performed to recover the parameters of exterior orientation for each close-range images more accurate and more precise, where the control information is necessary. For the past years, many aerial photogrammetry projects were done by local governments for the mapping of 1/1000 topographic maps. Those historic aerial images can be used as control information to reduce the cost and increase the efficiency. Therefore, this study investigates the accuracy of bundle block adjustment about non-metric close-range images, taken from the ways similar to the traditional aerial photogrammetry and the rotating multi-baseline photogrammetry, by using control entities from historic aerial images as the minimal controls under various control distributions. Since the non-metric camera is used for collecting the close-range images, the iWitnessPRO software is utilized for camera calibration. After that, the PHIDIAS software, a close-range photogrammetry software, is employed to performed the bundle block adjustment. During performing the bundle block adjustment, the camera parameters are regarded as unknowns and determined, called as self-calibration bundle adjustment. The results of self-calibration bundle adjustment will be compared with conventional bundle adjustment. The test results show that the accuracy of most self-calibration bundle adjustment about close-range images covered with low buildings can be used for the application of LOD 3 texture mapping. Moreover, the test results of using close-range images from rotating multi-baseline photogrammetry in urban areas show the potential possibility for LOD 3 texture mapping in urban areas with high buildings and narrow alleys.

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In this scenario, it is expected the final tariff of the contract to be smaller than it would be in a fixed tariff contract, what lead to the entrance of more consumers in the market. This equilibrium improves the welfare of producers and consumers. Paper II – The aim of this work is to study the optimal pricing strategy of a firm that introduces a new product and competes by quality and price in a market. In this environment, prices are not only able to signal quality, but can also change the quality perceived by the consumers. This work analyzes the problem in a theoretical dimension in an environment where firms are aware of their ability to change the consumers experience with its pricing policy. The paper analyzes the model fit to the empirical literature. Paper III – The third essay of this thesis empirically analyzes the relationship between perceived quality and the elements which form the consumers’ satisfaction: prices, market competition and product/service intrinsic quality. Using Brazilian data on mobile telecommunications, this study estimated these relationships. We found a robust connection between prices and satisfaction, endorsing the results found to others markets by the literature. As was expected, competition also seems to promote better services supply, what translates into better consumers’ evaluations. Finally, services with better operational quality appear to have substantial better consumers' rating. These results are especially important for markets where consumers evaluate the whole experience of consuming the service, as we verified in the robustness test. The analysis also found some evidence of the existence of important infrastructure bottlenecks in the sector. In an environment where the telecommunication services tend to converge, with high probability of demand growth, network sizing problems could become relevant. / Ensaio I – O ensaio mostra que em mercados de pacotes, quando um monopolista enfrenta significativas restrições de capacidade de oferta, implementar contratos compostos por tarifas de duas partes é a estratégia ótima para a firma. Este desenho contratual permite a firma posicionar o nível de consumo dos consumidores no nível ótimo desejado. Neste cenário, espera-se que a tarifa final do contrato seja inferior à tarifa exercida em um contrato composto por uma tarifa fixa, o que implica na entrada de mais consumidores no mercado. Este equilíbrio melhora o bem-estar da firma e dos consumidores, de forma agregada. À luz do modelo apresentado, o trabalho discute o uso de franquias de consumo em contratos de provisão de internet fixa no Brasil. Ensaio II – O ensaio tem como objetivo estudar a estratégia ótima de preços de uma firma que introduz um produto novo em determinado mercado consumidor e compete em preços e qualidade em um ambiente onde os preços, não apenas sinalizam a qualidade do bem, mas também têm a possibilidade de alterar a percepção sensorial e a classificação de qualidade dos consumidores. Busca-se avaliar o problema em sua dimensão teórica, ao estudar o comportamento das firmas em um ambiente em que são conscientes quanto a sua capacidade de alterar a experiência dos consumidores e a sua reputação de mercado com a sua política de preços. O artigo avalia o ajuste do modelo a literatura empírica. Ensaio III – O terceiro ensaio da tese estuda, empiricamente, a relação entre qualidade percebida e os elementos formadores da satisfação do consumidor: preços, competição de mercado e qualidade intrínseca do produto ou serviço. Utilizando dados do mercado de telefonia móvel do Brasil, o trabalho estimou estas relações. Encontramos uma robusta associação entre preços e satisfação, em linha com os resultados estabelecidos pela literatura para outros mercados. Competição, como esperado, também parece promover a oferta de melhores serviços, o que se traduz em melhores avaliações dos consumidores. Por fim, serviços ofertados com melhor qualidade operacional apresentam sensíveis melhores notas dos usuários. Estes resultados são especialmente importantes em um mercado onde os consumidores avaliam toda a experiência de consumo com o serviço, conforme foi verificado no exercício de robustez deste artigo. O trabalho também encontrou evidências de que existem gargalos de infraestrutura importantes no setor. Em um ambiente onde há tendência de convergência de serviços de telecomunicações, com indicativo de crescente demanda, problemas de dimensionamento de rede podem se tornar relevantes.

[pt] Algoritmos para a resolução de problemas de programação mista 0-1 gerais baseados em cortes derivados dos métodos lift-and-project, tem se mostrado bastante eficientes na prática. Estes cortes são gerados resolvendo um problema que depende de uma certa normalização. Desde um ponto de vista teórico, o bom comportamento destes algoritmos não foi completamente compreendido, especialmente no que diz respeito à normalização. Neste trabalho consideramos normalizações gerais definidas por um conjunto convexo fechado arbitrário, estendendo assim a análise teórica desenvolvida nos anos noventa. Apresentamos um marco teórico que abarca todas as normalizações previamente estudadas e introduzimos novas normalizações, analisando as propriedades dos cortes associados.Introduzimos também uma nova fórmula de atualização do parâmetro proximal para uma variante dos métodos de feixes. Estes métodos são bem conhecidos pela sua eficiência na resolução de problemas de otimização não diferenciável. Por último, propomos uma metodologia para eliminr soluções redundantes de programas inteiros combinatórios. Nossa proposta baseia-se na utilização da informação de simetria do problema, eliminam a simetria sem prejudicar a solução do problema inteiro. / [en] Algorithms for general 0-1 mixed integer programs can be successfully developed by using lift-and-project methods to generate cuts. Cuts are generated by solving a cut- generation-program that depends on a certain normalization. From a theoretical point of view, the good numerical behavior of these cuts is not completely understood yet, specially, concerning to the normalization chosen. We consider a general normalization given by an arbitrary closed convex set, extending the theory developed in the 90's. We present a theoretical framework covering a wide group of already known normalizations. We also introduce new normalizations and analyze the properties of the associated cuts. In this work, we also propose a new updating rule for the prox parameter of a variant of the proximal bundle methods, making use of all the information available at each iteration. Proximal bundle methods are well known for their efficiency in nondifferentiable optimization. Finally, we introduce a way to eliminate redundant solutions ( due to geometrical symmetries ) of combinatorial integer program. This can be done by using the information about the problem symmetry in order to generate inequalities, which added to the formulation of the problem, eliminate this symmetry without affecting solution of the integer problem. / [es] Los algoritmos para la resolución de problemas de programación mixta 0-1 generales que utilizan cortes derivados de los métodos lift-and-project, se han mostrado bastante eficientes en la práctica. Estos cortes se generan resolviendo un problema que depende de una cierta normalización. Desde el punto de vista teórico, el buen comportamiento de estos algoritmos no fue completamente comprendido, especialmente respecto a la normalización. En este trabajo consideramos normalizaciones generales definidas por un conjunto convexo cerrado arbitrario, extendiendo así el análisis teórico desarrollado en los años noventa. Presentamos un marco teórico que abarca todas las normalizaciones previamente estudiadas e introducimos nuevas normalizaciones, analizando las propiedades de los cortes asociados. Introducimos una nueva fórmula de actualización del parámetro de. Estoss métodos son bien conocidos por su eficiencia en la resolución de problemas de optimización no diferenciable. Por último, proponemos una metodología para eliminar soluciones redundantes de programas enteros combinatorios. Nuestra propuesta se basa en la utilización de la información de simetría del problema, eliminan la simetría sin perjudicar la solución del problema entero.