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Cursos de educação não formal voltados para moradores de áreas de risco e técnicos da prefeitura : uma análise do seu papel / Non-formal courses developed to risk area inhabitants and municipality technicians : an analysis of its roleGoto, Erica Akemi, 1980- 25 August 2018 (has links)
Orientador: Jefferson de Lima Picanço / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Geociências / Made available in DSpace on 2018-08-25T17:21:30Z (GMT). No. of bitstreams: 1
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Previous issue date: 2014 / Resumo: As grandes cidades brasileiras, como é o caso do município de São Paulo, passaram por uma urbanização acelerada e desorganizada a partir dos anos 60, levando a ocupação de várzeas e morros, e consequente formação de diversas áreas de risco. Uma forma de contribuir para prevenção e mitigação de acidentes e desastres nesses locais é através de trabalhos educacionais, como as capacitações de educação não formal voltadas para moradores e técnicos que nesses locais atuam. Com o intuito de entender o papel dessas capacitações e propor diretrizes básicas, foi realizado um estudo dos cursos de educação não formal voltados para prevenção e mitigação de acidentes e desastres em áreas de risco a movimentos de massa oferecidos pela Prefeitura do Município de São Paulo (PMSP) nos anos de 2012 e 2013. Para este estudo, acompanharam-se três capacitações: "Percepção de risco", "Capacitação para Mapeamento e Gerenciamento de Áreas de Risco" e "Riscos Ambientais Urbanos: uma Abordagem Preventiva". Para melhor compreendê-las, foram escolhidos alguns indicadores a serem observados, como o público-alvo ao qual foram destinadas e qual atingiram, distribuição geográfica dentro do município, conteúdo e linguagem, uso ou não da pedagogia crítica do lugar, papel didático das saídas de campo e relação com o gerenciamento participativo de riscos proposto pela PMSP. Como metodologia de análise, elaborou-se e aplicou-se questionário, realizou-se entrevista com técnicos da PMSP, analisou-se o material didático e outros matérias cedidos pela PMSP e acompanharam-se as capacitações. Entende-se que essas capacitações são de suma importância, contribuindo para melhorar a percepção de risco dos moradores e técnicos da PMSP. Entretanto, para que elas consigam contribuir a longo prazo para prevenção e mitigação de acidentes e desastres é interessante que não sejam entendidas como atividades pontuais, e pelo contrário, que estejam integradas ao gerenciamento participativo de risco das comunidades em áreas de risco / Abstract: The Brazilian big cities, such as São Paulo, went through an accelerated and disorganized urbanization process after the 1960s. This urbanization process resulted in the construction of low-income housing units in valleys and on slopes, which lead to the formation of many hydrological risk areas. One way of mitigate and prevent accidents and disasters on those areas is with educational activities, like the non-formal courses developed to local inhabitants and municipality technicians who work on those at risk areas. With the goal of a better understanding of the role of those non-formal courses, the author developed a research on those types of courses given by Sao Paulo city municipality during 2012 and 2013. For this research, there were three types of courses studied: "Risk Perception", "Capacity for Risk Area Mapping and Management" and "Environmental Urban Risks: a Prevention Approach". During the research, there were some characteristics observed, such as proposal course target and final course target, geographic distribution of those courses, language and content of the courses, use or not of place conscious education, didactic role of the field activities and relationship with the risk management proposed by Sao Paulo city municipality. With this methodology, there was survey elaboration and application, interview with municipality technicians, didactical material and others materials related with the courses analysis and courses observation. Those types of courses are important to develop risk perception on local inhabitants and municipality technicians. Although, those courses can't be just punctual actions. They have to be put together with community risk management / Mestrado / Ensino e Historia de Ciencias da Terra / Mestra em Ensino e História de Ciências da Terra
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O (extra)ordinário da ajuda : histórias não contadas sobre desastre e generosidade na Grand'Anse, Haiti / The (extra)ordinary of help : untold stories on disaster and generosity in the Grand'Anse, HaitiBersani, Ana Elisa, 1988- 27 August 2018 (has links)
Orientador: Omar Ribeiro Thomaz / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Filosofia e Ciências Humanas / Made available in DSpace on 2018-08-27T02:55:58Z (GMT). No. of bitstreams: 1
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Previous issue date: 2015 / Resumo: Baseado em pesquisa etnográfica realizada em 2013 na região da Grand¿Anse, Haiti, este trabalho busca revelar e problematizar dinâmicas sociais existentes no país que, postas em prática após o terremoto em janeiro de 2010, tiveram um papel fundamental no sentido de assegurar a manutenção da ordem e a sobrevivência de grande parte dos desabrigados. A resposta articulada na Grand¿Anse revela mecanismos de ajuda mútua complexamente enraizados na vida ordinária das comunidades que, para além do alcance do estado e das organizações internacionais, foram essenciais no socorro aos aflitos / Abstract: Based on ethnographic work conducted in 2013, in the Grand'Anse department, this study aims to reveal and critically analyze existing social dynamics in Haiti, which played a key role in ensuring the maintenance of order and the survival of many victims of the earthquake in January 2010. The Grand¿Anse community¿s response reveals how oft-unmentioned ordinary familial and community mechanisms that go beyond the reach of state and international institutions were essential for the survival of Haitians / Mestrado / Antropologia Social / Mestra em Antropologia Social
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Impactos de desastres naturais ao Produto Interno Bruto dos municípios e suas relações com o desenvolvimento sustentável: o caso das inundações de 2009 na AmazôniaNINA, Alex Santiago 01 March 2016 (has links)
Submitted by Cássio da Cruz Nogueira (cassionogueirakk@gmail.com) on 2017-02-08T12:43:22Z
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Previous issue date: 2016 / Nos últimos anos, tem aumentado a frequência dos desastres naturais na Amazônia, concomitantemente com a necessidade de estimar os prejuízos econômicos destes eventos, no intuito de definir estratégias para o desenvolvimento da região. Este trabalho tem como objetivo verificar qual é o tipo e intensidade do impacto das inundações de 2009, consideradas as maiores já registradas na Amazônia, ao crescimento do Produto Interno Bruto (PIB) municipal. A metodologia consistiu na análise de correlação linear entre o desempenho econômico (calculado com base no PIB observado e esperado para os anos de 2009 a 2012) e dois conjuntos de variáveis: qualitativas (municípios atingidos por inundação, tipo de inundação, estado de localização) e quantitativas (PIB, tamanho geográfico, população, PIB per capita, densidade populacional, Índice de Desenvolvimento Humano Municipal, renda média, índices de pobreza humana e Gini, bem como as receitas e transferências orçamentárias para os municípios). Os resultados mostram que as inundações bruscas são as que mais afetam o crescimento econômico de longo prazo, constituindo um potencial problema para o desenvolvimento. As principais estratégias a serem adotadas perpassam pela inclusão de ações de mitigação de desastres naturais ao planejamento do crescimento econômico e ao desenvolvimento sustentável da Amazônia. / In the last years, have been increase the frequency of natural disasters in Amazon,
concomitantly whit the need of estimate the economic losses these events, in order of define
strategies to regional development. This work have the objective of check what is the type and
intensity of 2009 floods impacts, considered the major already registered in Amazon, to the
increase of municipal Gross Domestic Product (GDP). The methodology was the linear
correlation analysis between the economic performance (calculated whit base in observed and
expected GDP to years of 2009 to 2012) and two sets of variables: qualitative (municipalities
hit by floods, type of flood, state of localization) and quantitative (GDP, geographic size,
population, GDP per capita, population density, Indices of Municipal Human Development,
average income, indices of human poor and Gini, as well as income and budget transfers to
municipalities). The results bring which the fast flood are the which more affect the long term
economic increase, constituting a potential problem to development. The means strategies to
be adopted are the inclusion of natural disasters mitigation actions in plan of economics
increase and to sustainable development of Amazon. / En los últimos años, tiene aumentado la frecuencia de los desastres naturales en la
Amazonia, concomitantemente con la necesidad de estimar los prejuicios económicos distes
eventos, en orden de definir estrategias para el desenvolvimiento de la región. Este trabajo
tiene como objetivo verificar cuál es el tipo e intensidad do impacto de las inundaciones de
2009, consideradas las mayores ya registradas en la Amazonia, a el crecimiento de lo
Producto Interno Bruto (PIB) municipal. La metodología consistió na análisis de correlación
linear entre el desempeño económico (calculado con base en el PIB observado y esperado
para los años de 2009 hasta 2012) y dos conjuntos de variables: cualitativas (municipios
atingidos por inundaciones, tipo de inundación, estado de localización) e cuantitativas (PIB,
tamaño geográfico, populación, PIB per capita, densidad de población, Índice de
Desenvolvimiento Humano Municipal, renda media, índices de pobreza y Gini, así como las
transferencias de ingresos y de presupuesto a los municipios). Los resultados muestran que las
inundaciones bruscas son las que más afectan el crecimiento económico de lo curto plazo,
constituyendo un potencial problema para el desenvolvimiento. Las principales estrategias
para ser adoptadas son la inclusión de acciones de mitigación de desastres naturales al
planeamiento de lo crecimiento económico e al desenvolvimiento sustentable de la Amazonia. / Ces dernières années, a augmenté la fréquence des catastrophes naturelles en
Amazonie, en même temps que la nécessité d'estimer les pertes économiques de ces
événements, afin d'élaborer des stratégies pour le développement de la région. Ce travail vise
à vérifier quelle est la nature et l'intensité de l'impact des inondations de 2009, considéré
comme le plus important jamais enregistré dans l'Amazonie, la croissance du Produit Intérieur
Brut (PIB). La méthodologie a consisté à l'analyse de corrélation linéaire entre la performance
économique (calculé sur la base du PIB observé et attendu pour les années 2009 à 2012) et
deux ensembles de variables : qualitative (municipalités touchées par les inondations, type de
les inondations, province de localization) et quantitative (PIB, superficie, population, PIB par
habitant, la densité de population, l'indicateur du développement humain Municipal, revenu
moyen par habitant les indices de pauvreté humaine et Gini, ainsi que le revenu et budgétaires
transferts aux municipalités). Les résultats montrent que les inondations soudaines sont celles
qui affectent la croissance économique à long terme, qui constitue un problème potentiel pour
le développement. Les principales stratégies arrêtées en pâturage, par l'inclusion des
catastrophes naturelles, des mesures d'atténuation à la planification de la croissance
économique et le développement durable de l'Amazonie.
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Participação popular na prevenção e enfrentamento de desastres ambientais : um estudo de caso em Araranguá/SC / Popular Participation in the Prevention and Coping Environmental disasters: a case study in Araranguá/SCPai, Carina Cargnelutti Dal 28 August 2012 (has links)
Made available in DSpace on 2016-12-08T16:55:43Z (GMT). No. of bitstreams: 1
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Previous issue date: 2012-08-28 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / This research constitutes part of a project funded by FAPESC, which objective to promote
competence of action in preventing and tackling environmental disaster in the Vale do Itajaí,
in the municipality of Ilhota and in the south shore of Santa Catarina, municipality of
Araranguá. The main purpose of this research is to promote community participation in
disaster risk management in communities Barranca and Baixadinha/Vila São José in
Araranguá. The specific objectives proposed are identify and characterize the risk perceptions
of communities to stand the occurrence of floods and very strong winds; promote the
identification of ways of organizing communities to address and prevent environmental
disasters, specifically floods; testing methodologies of Geographic Information System -
Participatory (GIS-P) in the mapping of risk and the preventive management of environmental
disasters; encourage in promoting dialogue between Civil Defence and communities to
articulate for the construction of their Plans Risk Management Participatory (PRMP)
providing contributions to the constitution of Community Nuclei Civil Protection and Defense
(NUPDECs). The theoretical and thematic framing comprises History Socio-Spatial,
Perception Socio-Environmental, the GIS-P, Prevention and Coping With Environmental
Disaster and Popular Participation in Disaster Prevention and Coping. The research
methodology is qualitative and belong as a case study developed with the two communities,
starting from the application of interviews, meetings, workshops, development of social
mapping, use of participant observation to build data to integrate a GIS P. The achieved
results comprises the historic and environmental characterization, survey of existing data
about floods occurred historically, personal understandings about environmental disasters and
risks inherent, as well as suggestions of structural and non-structural measures for inclusion in
PRMP, making possible communities involve in a reflection of how their perceptions and
experiences can contribute to the prevention of environmental disasters and coping, while
minimizing their environmental impacts as well as making them more resilient. Adding to the
results is the discussion with the participation of communities and Civil Defense, about
actions for the constitution of NUPDECs in consonance with the actions of the local Civil
Defense, bringing together wills for implementing measures that make possible to increase its
resilience by reducing local vulnerability in coping with environmental disasters. / Esta pesquisa constitui-se parte de um projeto financiado pela FAPESC, que visa promover
competências de ação na prevenção e enfrentamento de desastres ambientais na região do
Vale do Itajaí, no município de Ilhota e no litoral Sul catarinense, município de Araranguá. A
finalidade principal desta pesquisa é promover a participação comunitária na gestão de risco
de desastres nas comunidades Barranca e Baixadinha/Vila São José, em Araranguá. Como
objetivos específicos propôs-se identificar e caracterizar as percepções de risco das
comunidades frente à ocorrência de enchentes e ventos fortes; identificar formas de
organização das comunidades no sentido de enfrentar e prevenir desastres ambientais,
especificamente as enchentes; testar metodologias de Sistema de Informação Geográfica
Participativo (SIG-P) no mapeamento de risco e no planejamento preventivo de desastres
ambientais; auxiliar na promoção do diálogo entre a Defesa Civil e as comunidades no sentido
de se articularem para a construção de seus Planos de Gestão de Risco Participativo (PGRs)
fornecendo contributos para a constituição de Núcleos Comunitários de Proteção e Defesa
Civil (NUPDECs). O enquadramento teórico-temático compreende a História Ambiental, a
Formação Sócio-Espacial, a Percepção Sócio-Ambiental, o SIG-P, a Prevenção e
Enfrentamento de Desastres Ambientais e a Participação Popular na Prevenção e
Enfrentamento de Desastres. A metodologia da pesquisa é qualitativa enquadrando-se como
estudo de caso desenvolvido com as duas comunidades, partindo desde a aplicação de
entrevistas, realização de reuniões, desenvolvimento de oficinas de cartografia social,
emprego da observação participante até construção de dados para integrar um SIG-P. Os
resultados alcançados compreendem a caracterização histórica e ambiental, levantamento de
dados existentes sobre as enchentes ocorridas historicamente, entendimentos pessoais sobre
desastres ambientais e riscos inerentes, bem como sugestão de medidas estruturais e não
estruturais para inclusão nos PGRs, possibilitando envolver as comunidades numa reflexão de
como suas percepções e experiências podem contribuir para a prevenção e enfrentamento de
desastres ambientais, minimizando seus impactos socioambientais gerados bem como
tornando-as mais resilientes. Somando-se aos resultados está a discussão com a participação
das comunidades e da Defesa Civil sobre as ações para a constituição dos NUPDECs, em
consonância com as ações da Defesa Civil local, reunindo vontades para a concretização de
medidas que possibilitem aumentar sua resiliência reduzindo a vulnerabilidade local no
enfrentamento de desastres ambientais.
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Ensaios em desenvolvimento e crescimento econômicoRibeiro, Felipe Garcia 07 June 2013 (has links)
Submitted by Felipe Garcia (felipe.garcia.rs@gmail.com) on 2013-06-17T19:31:46Z
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Previous issue date: 2013-06-07 / This thesis consists of three essays, one being on economic development and the two others on economic growth. The first essay is an investigation into how access to electricity by households affects time allocation of children and teenagers from rural Brazil in what regards the choice to attend school or to engage in the labor market. To establish a causal relationship between the availability of electricity and time allocation, we use the criteria of priority works from Luz Para Todos program as a source of exogenous variation in access to electricity of households located in rural Brazil. We apply Regression Discontinuity Design and Difference in Difference estimator with endogenous variables. The results from the latter methodology indicate that the presence of electricity increases the likelihood that children and adolescents are enrolled in school and are not delayed relative to the grade they should be attending at their age. Also, the probability of a child being literate and not being working increases with the presence of electricity. One of the possible channels that could explain these results is the increased participation of mothers in the labor market. However, one cannot discard the hypothesis that the observed results are justified by the increased access to electricity by the schools, making them better and more attractive to students and by the receipt of Bolsa Familia program which is conditional on school attendence by children and teenagers. The second study aims to contribute to the literature on institutions and economic growth through the investigation of how the 1959 socialist revolution in Cuba have affected the trajectory of per capita income in that country. To do so, we apply the synthetic control method to obtain the counterfactual path of income per capita in the absence of such revolution. The results show that the trajectory of the annual GDP per capita of Cuba between 1959 to 1980 was lower than it would have been if the socialist regime had not been implemented. This result is robust to different placebo tests deployed and also to the use of different series of GDP per capita. Alternative hypotheses that could explain the lower path of GDP per capita are discussed based on the existing literature and data. The discussion suggests that institutional change was indeed the cause of the observed negative effect on the Cuban economy during the period of analysis. Finally, the third article investigates the economic cost of a natural disaster in Brazil. The paper looks at the excessive rains that happened in the state of Santa Catarina in November and December 2008. This study contributes with some new evidence to the iv recent literature on natural disasters. To our knowledge, there are no studies in Brazil that empirically measure the impact that a natural disaster has entailed on an affected region. This study is structured in two parts. The first uses synthetic control to measure the impact of rainfall on the industrial production of Santa Catarina. For that, we propose a small accommodation method for treating the effects of possible flooding rains in other states. In the second part, we use the method of difference in difference to measure the impact of the rains on the GDP per capita of the cities. The results show that for a period of two years after the end of 2008, the impact of the rains caused a lower monthly industrial production of 2.0% in Santa Catarina. For municipalities, the estimated effect of the disaster on GDP per capita was around -7.0% in 2008 and -5.0% in 2009. There was not significant effect in 2010. / Esta tese é composta por três ensaios, um na linha de desenvolvimento econômico e dois na linha de crescimento. O primeiro deles trata de uma investigação sobre o papel do acesso à energia elétrica a nível domiciliar na alocação do tempo das crianças e adolescentes do Brasil rural entre frequentar a escola e participar do mercado de trabalho. Para o estabelecimento da relação causal entre energia elétrica e a alocação de tempo se utilizam os critérios de prioridade de obras do programa Luz Para Todos como fonte de variação exógena no acesso à energia elétrica dos domicílios localizados na zona rural do Brasil. Aplicam-se os métodos de Regressão Descontínua e Diferenças em Diferenças com Variáveis Instrumentais. Os resultados obtidos da segunda metodologia apontam que a presença de energia elétrica aumenta a probabilidade das crianças e adolescentes estarem matriculadas na escola, não estarem atrasadas em relação à série que deveriam estar dada sua idade, serem alfabetizadas e não estarem trabalhando. Entre os possíveis canais capazes de explicar estes resultados está a maior participação das mães no mercado de trabalho. Entretanto, não se pode descartar a hipótese de que os resultados observados sejam justificados pelo aumento do aceso à energia elétrica a nível escolar, o que pode tornar as escolas melhores e mais atrativas, ou consequência do aumento do recebimento do programa Bolsa Família que exige frequência escolar das crianças e adolescentes. Já o segundo ensaio objetiva colaborar à literatura de instituições e crescimento econômico através da investigação do impacto da mudança institucional ocorrida em Cuba após a revolução socialista de 1959 sobre a trajetória da renda per capita do país. Para tanto, aplica-se o método de controle sintético para a obtenção do contrafactual da trajetória da renda per capita na ausência da revolução. Os resultados apontam que a trajetória do PIB per capita anual de Cuba entre 1959 a 1980 foi inferior ao que teria sido caso não tivesse sido implantado o regime socialista. Este resultado é robusto aos diferentes testes de placebo implantados e ao uso de distintas séries do PIB per capita de Cuba. Hipóteses alternativas à mudança institucional, mas também capazes de explicar a trajetória inferior do PIB per capita, são discutidas com base na literatura e na descrição de dados. A discussão sugere que foi de fato a mudança institucional a causa do efeito negativo observado sobre a economia cubana durante o período de análise. Por fim, o terceiro estudo investiga o custo econômico de um desastre natural ocorrido no Brasil em 2008, a saber, o excesso de chuvas em Santa Catarina entre os meses de novembro e dezembro daquele ano. Este artigo colabora com mais uma evidência para a recente literatura de desastres naturais. No Brasil não há nenhum trabalho, sob nosso conhecimento, medindo empiricamente o impacto que um desastre natural tenha acarretado a uma região atingida. Este estudo está estruturado em duas partes. Na primeira se utiliza o controle sintético para medir o impacto das chuvas na produção industrial de Santa Catarina. Propõe-se uma pequena acomodação do método para tratar o possível transbordamento dos efeitos das chuvas nos demais estados. Já na segunda parte, utiliza-se o método de diferenças em diferenças para medir o impacto das chuvas no PIB per capita das cidades mais atingidas. Os resultados apontam que para um período de dois anos após o final de 2008, o desastre causou uma produção industrial mensal 2.0% menor do que seria caso as chuvas não tivessem ocorrido. Por municípios, o efeito estimado do desastre sobre o PIB per capita se situou ao redor de -7,0% em 2008 e -5,0% em 2009. Em 2010 não há evidências de efeito.
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Analysis Design and Implementation of Artificial Intelligence Techniques in Edge Computing EnvironmentsHernández Vicente, Daniel 27 March 2023 (has links)
Tesis por compendio / [ES] Edge Computing es un modelo de computación emergente basado en acercar el procesamiento a los dispositivos de captura de datos en las infraestructuras Internet of things (IoT). Edge computing mejora, entre otras cosas, los tiempos de respuesta, ahorra anchos de banda, incrementa la seguridad de los servicios y oculta las caídas transitorias de la red. Este paradigma actúa en contraposición a la ejecución de servicios en entornos cloud y es muy útil cuando se desea desarrollar soluciones de inteligencia artificial (AI) que aborden problemas en entornos de desastres naturales, como pueden ser inundaciones, incendios u otros eventos derivados del cambio climático. La cobertura de estos escenarios puede resultar especialmente difícil debido a la escasez de infraestructuras disponibles, lo que a menudo impide un análisis de los datos basado en la nube en tiempo real. Por lo tanto, es fundamental habilitar técnicas de IA que no dependan de sistemas de cómputo externos y que puedan ser embebidas en dispositivos de móviles como vehículos aéreos no tripulados (VANT), para que puedan captar y procesar información que permita inferir posibles situaciones de emergencia y determinar así el curso de acción más adecuado de manera autónoma.
Históricamente, se hacía frente a este tipo de problemas utilizando los VANT como dispositivos de recogida de datos con el fin de, posteriormente, enviar esta información a la nube donde se dispone de servidores capacitados para analizar esta ingente cantidad de información. Este nuevo enfoque pretende realizar todo el procesamiento y la obtención de resultados en el VANT o en un dispositivo local complementario. Esta aproximación permite eliminar la dependencia de un centro de cómputo remoto que añade complejidad a la infraestructura y que no es una opción en escenarios específicos, donde las conexiones inalámbricas no cumplen los requisitos de transferencia de datos o son entornos en los que la información tiene que obtenerse en ese preciso momento, por requisitos de seguridad o inmediatez.
Esta tesis doctoral está compuesta de tres propuestas principales. En primer lugar se plantea un sistema de despegue de enjambres de VANTs basado en el algoritmo de Kuhn Munkres que resuelve el problema de asignación en tiempo polinómico. Nuestra evaluación estudia la complejidad de despegue de grandes enjambres y analiza el coste computacional y de calidad de nuestra propuesta. La segunda propuesta es la definición de una secuencia de procesamiento de imágenes de catástrofes naturales tomadas desde drones basada en Deep learning (DL). El objetivo es reducir el número de imágenes que deben procesar los servicios de emergencias en la catástrofe natural para poder tomar acciones sobre el terreno de una manera más rápida. Por último, se utiliza un conjunto de datos de imágenes obtenidas con VANTs y relativas a diferentes inundaciones, en concreto, de la DANA de 2019, cedidas por el Ayuntamiento de San Javier, ejecutando un modelo DL de segmentación semántica que determina automáticamente las regiones más afectadas por las lluvias (zonas inundadas).
Entre los resultados obtenidos se destacan los siguientes: 1- la mejora drástica del rendimiento del despegue vertical coordinado de una red de VANTs. 2- La propuesta de un modelo no supervisado para la vigilancia de zonas desconocidas representa un avance para la exploración autónoma mediante VANTs. Esto permite una visión global de una zona concreta sin realizar un estudio detallado de la misma. 3- Por último, un modelo de segmentación semántica de las zonas inundadas, desplegado para el procesamiento de imágenes en el VANTs, permite la obtención de datos de inundaciones en tiempo real (respetando la privacidad) para una reconstrucción virtual fidedigna del evento.
Esta tesis ofrece una propuesta para mejorar el despegue coordinado de drones y dotar de capacidad de procesamiento de algoritmos de deep learning a dispositivos edge, más concretamente UAVs autónomos. / [CA] Edge Computing és un model de computació emergent basat a acostar el processament als dispositius de captura de dades en les infraestructures Internet of things (IoT). Edge computing millora, entre altres coses, els temps de resposta, estalvia amplades de banda, incrementa la seguretat dels serveis i oculta les caigudes transitòries de la xarxa. Aquest paradigma actua en contraposició a l'execució de serveis en entorns cloud i és molt útil quan es desitja desenvolupar solucions d'intel·ligència artificial (AI) que aborden problemes en entorns de desastres naturals, com poden ser inundacions, incendis o altres esdeveniments derivats del canvi climàtic. La cobertura d'aquests escenaris pot resultar especialment difícil a causa de l'escassetat d'infraestructures disponibles, la qual cosa sovint impedeix una anàlisi de les dades basat en el núvol en temps real. Per tant, és fonamental habilitar tècniques de IA que no depenguen de sistemes de còmput externs i que puguen ser embegudes en dispositius de mòbils com a vehicles aeris no tripulats (VANT), perquè puguen captar i processar informació per a inferir possibles situacions d'emergència i determinar així el curs d'acció més adequat de manera autònoma.
Històricament, es feia front a aquesta mena de problemes utilitzant els VANT com a dispositius de recollida de dades amb la finalitat de, posteriorment, enviar aquesta informació al núvol on es disposa de servidors capacitats per a analitzar aquesta ingent quantitat d'informació. Aquest nou enfocament pretén realitzar tot el processament i l'obtenció de resultats en el VANT o en un dispositiu local complementari. Aquesta aproximació permet eliminar la dependència d'un centre de còmput remot que afig complexitat a la infraestructura i que no és una opció en escenaris específics, on les connexions sense fils no compleixen els requisits de transferència de dades o són entorns en els quals la informació ha d'obtindre's en aqueix precís moment, per requisits de seguretat o immediatesa.
Aquesta tesi doctoral està composta de tres propostes principals. En primer lloc es planteja un sistema d'enlairament d'eixams de VANTs basat en l'algorisme de Kuhn Munkres que resol el problema d'assignació en temps polinòmic. La nostra avaluació estudia la complexitat d'enlairament de grans eixams i analitza el cost computacional i de qualitat de la nostra proposta. La segona proposta és la definició d'una seqüència de processament d'imatges de catàstrofes naturals preses des de drons basada en Deep learning (DL).L'objectiu és reduir el nombre d'imatges que han de processar els serveis d'emergències en la catàstrofe natural per a poder prendre accions sobre el terreny d'una manera més ràpida. Finalment, s'utilitza un conjunt de dades d'imatges obtingudes amb VANTs i relatives a diferents inundacions, en concret, de la DANA de 2019, cedides per l'Ajuntament de San Javier, executant un model DL de segmentació semàntica que determina automàticament les regions més afectades per les pluges (zones inundades).
Entre els resultats obtinguts es destaquen els següents: 1- la millora dràstica del rendiment de l'enlairament vertical coordinat d'una xarxa de VANTs. 2- La proposta d'un model no supervisat per a la vigilància de zones desconegudes representa un avanç per a l'exploració autònoma mitjançant VANTs. Això permet una visió global d'una zona concreta sense realitzar un estudi detallat d'aquesta. 3- Finalment, un model de segmentació semàntica de les zones inundades, desplegat per al processament d'imatges en el VANTs, permet l'obtenció de dades d'inundacions en temps real (respectant la privacitat) per a una reconstrucció virtual fidedigna de l'esdeveniment. / [EN] Edge Computing is an emerging computing model based on bringing data processing and storage closer to the location needed to improve response times and save bandwidth. This new paradigm acts as opposed to running services in cloud environments and is very useful in developing artificial intelligence (AI) solutions that address problems in natural disaster environments, such as floods, fires, or other events of an adverse nature. Coverage of these scenarios can be particularly challenging due to the lack of available infrastructure, which often precludes real-time cloud-based data analysis. Therefore, it is critical to enable AI techniques that do not rely on external computing systems and can be embedded in mobile devices such as unmanned aerial vehicles (UAVs) so that they can capture and process information to understand their context and determine the appropriate course of action independently.
Historically, this problem was addressed by using UAVs as data collection devices to send this information to the cloud, where servers can process it. This new approach aims to do all the processing and get the results on the UAV or a complementary local device. This approach eliminates the dependency on a remote computing center that adds complexity to the infrastructure and is not an option in specific scenarios where wireless connections do not meet the data transfer requirements. It is also an option in environments where the information has to be obtained at that precise moment due to security or immediacy requirements.
This study consists of three main proposals. First, we propose a UAV swarm takeoff system based on the Kuhn Munkres algorithm that solves the assignment problem in polynomial time. Our evaluation studies the takeoff complexity of large swarms and analyzes our proposal's computational and quality cost. The second proposal is the definition of a Deep learning (DL) based image processing sequence for natural disaster images taken from drones to reduce the number of images processed by the first responders in the natural disaster. Finally, a dataset of images obtained with UAVs and related to different floods is used to run a semantic segmentation DL model that automatically determines the regions most affected by the rains (flooded areas).
The results are 1- The drastic improvement of the performance of the coordinated vertical take-off of a network of UAVs. 2- The proposal of an unsupervised model for the surveillance of unknown areas represents a breakthrough for autonomous exploration by UAVs. This allows a global view of a specific area without performing a detailed study. 3- Finally, a semantic segmentation model of flooded areas, deployed for image processing in the UAV, allows obtaining real-time flood data (respecting privacy) for a reliable virtual reconstruction of the event.
This thesis offers a proposal to improve the coordinated take-off of drones, to provide edge devices with deep learning algorithms processing capacity, more specifically autonomous UAVs, in order to develop services for the surveillance of areas affected by natural disasters such as fire detection, segmentation of flooded areas or detection of people in danger. Thanks to this research, services can be developed that enable the coordination of large arrays of drones and allow image processing without needing additional devices. This flexibility makes our approach a bet for the future and thus provides a development path for anyone interested in deploying an autonomous drone-based surveillance and actuation system. / I would like to acknowledge the project Development of
High-Performance IoT Infrastructures against Climate Change based on
Artificial Intelligence (GLOBALoT). Funded by Ministerio de Ciencia e
Innovación (RTC2019-007159-5), of which this thesis is part. / Hernández Vicente, D. (2023). Analysis Design and Implementation of Artificial Intelligence Techniques in Edge Computing Environments [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/192605 / Compendio
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