Partindo do pressuposto de que software começa a atender cada vez mais um número crescente de funcionalidades em sistemas espaciais, é fundamental que a atividade de especificação de requisitos assuma um papel decisivo no esforço de se alcançar um resultado satisfatório e seguro em projetos desta natureza. No que diz respeito a sistemas aeroespaciais críticos, onde a ambigüidade, a não-completeza e a falta de requisitos podem provocar acidentes graves, envolvendo prejuízos econômicos, materiais e humanos, nos obriga a um tratamento mais cuidadoso sobre o assunto. Um caminho de garantir a qualidade em projetos da área espacial, no que diz respeito a segurança, confiabilidade e outros fatores relacionados a dependabilidade, é através do uso de técnicas e fatores de segurança, para a identificação de requisitos não-funcionais, ainda em fases iniciais de projeto, como a da especificação de sistema. Acredita-se que definir quais são os requisitos relacionados a fatores de qualidade mais importantes para as aplicações aeroespaciais do IAE e quais são as técnicas relacionadas a dependabilidade mais apropriadas para avaliá-los permitirá um amadurecimento e uma estabilidade dos requisitos e conseqüentemente do projeto ainda na fase de sua concepção. O objetivo deste trabalho é se desenvolver um processo que auxilie o desenvolvimento de projetos de software da área espacial, ainda na fase de especificação de requisitos, no que tange a identificação de fatores de qualidade relacionados a dependabilidade. O trabalho consiste de uma apresentação de quais são os atributos de dependabilidade mais adequados para projetos de software da área de veículos espaciais do IAE e de uma investigação de quais são as técnicas de análise de segurança mais adequadas para a avaliação dos mesmos, de forma a produzir especificações mais completas, consistentes e confiáveis.

Os produtos empregados no setor espacial caracterizam-se por seu elevado grau de complexidade. Como tal, os projetos destinados ao seu desenvolvimento devem possuir mecanismos que elevem sua probabilidade de sucesso e atuem de forma coordenada para que sejam superadas as dificuldades impostas por esta complexidade. Um destes mecanismos consiste no processo de avaliação. Seu objetivo, dentro deste contexto, é atestar que o sistema desenvolvido atende, através de suas especificações, a todos os requisitos a ele impostos. Na conjuntura atual, a autonomia na capacidade de executar operações no espaço, em especial na inserção de satélites em órbita, torna-se fundamental para o desenvolvimento de um programa na área. Com a intenção de contribuir para que esta meta possa ser alcançada por um programa espacial nacional, propõe-se, neste trabalho, um modelo de processo para a avaliação de produtos espaciais aplicado durante seu desenvolvimento. Com este propósito busca-se, a partir de outros programas espaciais de sucesso, extrair as melhores práticas existentes na área e aplicá-las na elaboração desta proposta. Utiliza-se como base, também, os princípios e conceitos existentes na engenharia de sistemas e de gestão de requisitos que possam colaborar para sua estruturação. No modelo proposto aplica-se a lógica e a abordagem presentes no diagrama V de representação do ciclo de vida do desenvolvimento de um produto, que enfatiza ao longo de suas etapas a verificação e validação do sistema. A ele agregam-se os valores existentes nos níveis, métodos e estágios de verificação que direcionam as atividades em cada uma das etapas do processo paralelamente às fases do projeto. Com o modelo então estruturado, executam-se, visando demonstrar sua aplicabilidade, análises a partir de tópicos retirados de um caso real de insucesso ocorrido no segmento de veículos lançadores. Após estas análises, então, verifica-se que a aplicação simultânea dos níveis, métodos e estágios de verificação, agregados ao modelo de ciclo de vida adotado, permitem uma boa organização do processo, tornando-o consistente. Ainda, devido a sua estrutura, pode-se relacionar diretamente neste processo, o que é planejado e posteriormente executado, tornando-o otimizado. Assim, este modelo pode servir como base para a implantação de um sistema de avaliação de produtos por algum dos stakeholders neste segmento, conferindo aos sistemas dos quais participem ou influam no desenvolvimento maior segurança e confiabilidade em suas operações.

O desenvolvimento econômico e social de uma nação não pode ser sustentado, a longo prazo, se não for baseado no desenvolvimento científico e tecnológico. Entre as diversas áreas de P&D que são implementadas pela iniciativa humana, uma das que vêm incorporando quantidade significante de benefícios a humanidade é certamente a Espacial. Mesmo programas espaciais relativamente modestos, como o brasileiro, têm-se mostrado capazes de contribuir para a capacitação tecnológica e o fortalecimento dos setores industriais participantes do programa. Um projeto espacial é bastante complexo e, normalmente, encerra grandes dificuldades em sua implementação. No IAE, desde o início de suas atividades, pôde-se constatar a preocupação de se criar uma gerência de alto nível para a administração dos complexos projetos espaciais, com um padrão adequado, de forma a permitir soluções ágeis e eficientes, e a utilização de uma estrutura organizacional compatível com o dinâmico processo de inovação tecnológica verificado nesta área. O objetivo principal dessa tese é identificar, diagnosticar, e analisar o Modelo Organizacional de Gestão de Tecnologia Espacial (MOGTE) utilizado ao longo do ciclo de vida do Projeto VLS-1, além da proposição de mudanças organizacionais decorrentes dos principais problemas detectados e coerentes com a realidade dos projetos espaciais a serem implantados no futuro. O trabalho tem caráter exploratório, em função da ausência de uma bibliografia sistematizada e da grande dispersão das informações sobre o assunto. Entretanto, foi possível realizar uma análise completa da Estrutura Organizacional do Instituto e uma descrição detalhada do projeto, tanto em termos técnicos como gerenciais.

Esse trabalho apresenta uma proposta de Infraestrutura de Dados Espaciais de nível organizacional para o Parque Estadual de Intervales-SP, que visa compartilhar suas informações geográficas com a sociedade em geral. Nos processos de elaboração da IDE são discutidas questões como interoperabilidade, padronização, metadados, especificação de serviços geográficos e o relacionamento dos nós das Infraestrutura de Dados Espaciais que vão permitir a disseminação da informação geográfica de fácil acesso a usuários externos. Os procedimentos, benefícios e limitações são listados e problematizados de forma que demonstrem as etapas necessárias na elaboração da Infraestrutura de Dados Espaciais de nível organizacional para uma Unidade de Conservação. Conclui-se que uma Infraestrutura de Dados Espaciais depende de variáveis administrativas, culturais, técnicas e financeiras, o que leva a uma proposta de implementação por estágios. Também são elaboradas críticas aos recursos existentes e sugestões para melhorias e estudos futuros. / This paper presents a proposal about Spatial Data Infrastructure in organizational level to the Parque Estadual de Intervales-SP, in order to promote the sharing of geographic information with the society. In the elaboration process of the SDI are discussed issues such as interoperability, standardization, metadata, specifying geographic services and relationship of the Spatial Data Infrastructure nodes that will enable the dissemination of geographic information easily and accessible to external users. The process steps, benefits and limitations are listed and discussed in order to demonstrate the necessary steps to prepare the Spatial Data Infrastructure in organizational level to a protected area. As results we observe a spatial data infrastructure that depends of others variables like management, culture, technical and financial company aspects, which leads to a proposal of implementation in stages, as well as discussions about the capabilities and suggestions for improvements and future studies.

Este trabalho propõe um Sistema de Controle de Qualidade (CQP) dos processos fotogramétricos digitais para a produção de dados espaciais baseados nos conceitos de gestão de qualidade ISO 9000 e nas diretrizes normativas suíças e norte-americanas. Procurou-se obter parâmetros de qualidade em cada um dos processos fotogramétricos digitais, de forma a garantir a qualidade final dos produtos e satisfazer às necessidades de precisão e exatidão dos dados espaciais e as suas aplicações. As principais fontes de erros são identificadas e comentadas e algumas das soluções propostas foram testadas com sucesso. / This work is aimed to the development of a Quality Control Process to be applied in the digital photogrametric processes that are part of the spatial data production. It is based on quality managements standards of ISO 9000 and in the Swiss and North American standards guidelines. Each step of the process was investigated to obtain individual parameters of quality that, collectively, were able to assure the quality of the end product, mostly in those aspects regarding the requirements for precision and accuracy. The main sources of errors are identified and discussed and some of the proposed solutions were tested successfully.

Os reservatórios urbanos estão suscetíveis a uma variedade de interferências antropogênicas que acarretam grande variabilidade espacial e temporal. Contudo, possuem uma dinâmica própria na qual o hidroclima e micro e macro-eventos meteorológicos atuam sobre os processos físicos, químicos e biológicos resultando em respostas particulares de cada corpo de água. No presente estudo a existência de padrões espaciais e temporais na formação de florescimentos de algas, cianobactérias e macrófitas no reservatório Guarapiranga, São Paulo, SP, foi avaliada por meio de experimento de curta escala de tempo durante o evento da entrada de uma frente fria. Foram amostrados 64 pontos em todo o reservatório, e o estudo intensivo de florescimento algal e de cianobactérias em dois ciclos nictemerais, em um ponto selecionado no reservatório. Um modelo tridimensional de hidrodinâmica foi aplicado ao estudo compartimentalizado dos tempos de residência e imagens de satélite foram analisadas para determinação de padrões temporais e espaciais durante períodos de tempo mais amplos. Os resultados revelaram que os períodos mais favoráveis ao surgimento de florescimentos de cianobactérias são geralmente os meses mais quentes, de dezembro e janeiro, ou aqueles em que ocorrem estratificações mais fortes como no fim do inverno, em julho, e após as primeiras chuvas nos meses de setembro e outubro. Existem padrões espaciais recorrentes na formação dos florescimentos, controlados em grande parte pela ação do vento, que no reservatório Guarapiranga é predominantemente nas direções leste e sudeste empurrando os florescimentos na direção da foz dos tributários Embu Mirim e Embu Guaçu e ocasionalmente na direção da foz do rio Parelheiros. As simulações hidrodinâmicas evidenciam as forçantes que determinam os padrões observados e reforçam a importância de se discretizarem os tempos de residência de diferentes compartimentos do reservatório. As séries temporais amplas permitiram a determinação da qualidade da água em cada região e fornecem subsídios para o futuro manejo do reservatório. Como esse comportamento não se restringe ao reservatório Guarapiranga, o tipo de modelagem aqui utilizada pode ser útil para obter informações importantes no processo de planejamento e seleção de medidas para o gerenciamento de reservatórios urbanos tropicais polimíticos, em geral. / Urban reservoirs are susceptible to a variety of anthropogenic interferences, that leads to large spatial and temporal variability, however they have themselves a proper dynamics in which the hydroclimate and micro and macro meteorological events act upon physical, chemical and biological processes, resulting in a singular signature for each water body. In the present study the existence of spatial and temporal patterns for the formation of algal, cyanobacterial and macrophyte blooms in Guarapiranga Reservoir, São Paulo, SP, was evaluated by means of a short-time scale experiment during the event of a cold front passage. Sampling was carried out in 64 points in the whole reservoir and the intensive study of an algal and cyanobacterial during two nictemeral cycles, at a selected point in the reservoir. A tri-dimensional hydrodynamics model was applied to the study of discrete residence time of the main reservoir tributaries. Satellite images and long term data sets were analyzed aiming to determine spatial and temporal patterns at long time scale. The results obtained have shown that the most favorable periods for algal and cyanobacterial blooms are usually the hottest months, December and January, or those with stronger thermal stratification at the end of the winter in July and after the first rains in September and October months. There are recurrent spatial patterns in the formation of blooms, largely controlled by wind action, that in Guarapiranga Reservoir are predominantly from East and Southeast directions frequently pushing the blooms towards Embu Mirim and Embu Guaçu tributaries and occasionally towards Parelheiros River mouth. Hydrodynamic simulations evidenced the forcing functions that control the observed patterns and reinforced the importance of residence time discretization according to each main reservoir compartment. The temporal data series allowed to assess each compartment water quality and provided information for future reservoir management. Considering that the patterns found are not restricted to Guarapiranga Reservoir, the type of model here used could be useful to get relevant information to be used in the planning or selection of management actions for tropical polymictic urban reservoirs in general.

[pt] Treliças espaciais de forma piramidal são um componente básico de diversas estruturas, incluindo desde nanoestruturas de carbono até domos geodésicos para cobertura de grandes espaços. Estas estruturas, tal como a treliça plana de von Mises, apresentam uma resposta altamente não linear na presença de cargas estáticas e dinâmicas. A não linearidade é particularmente significativa, mesmo para baixos níveis de carregamento, quando estas estruturas são abatidas. Neste trabalho apresenta-se uma formulação não linear exata para uma treliça piramidal composta de n barras e, a partir desta formulação, analisa-se a perda de estabilidade e vibrações não lineares destas estruturas sob cargas estáticas e dinâmicas. Para compreensão do comportamento não linear são usadas respostas no tempo e planos de fase, diagramas de bifurcação, perfis de energia e bacias de atração. Os resultados mostram a importância da não linearidade na dinâmica e estabilidade da estrutura. / [en] Spatial trusses in the form of a regular pyramid are a basic configuration of many structures, from carbon nanostructures to geodesic domes used as roof of large spaces. These structures, as the planar von Mises truss, present a highly nonlinear response when submitted to static and dynamic loads. The nonlinearity is particularly significant when these structures are shallow, even when low load levels are applied. This paper presents a exact nonlinear formulation for a pyramidal truss made of n equal bars and analyze the loss of stability and nonlinear vibrations of the structure under static and dynamic loads. To understand to nonlinear behavior of the pyramidal truss, time responses, phase planes, bifurcation diagrams, energy profiles and basins of attraction are used. The results show the importance of the nonlinearity in the dynamics and stability of the structure.

Orientador: Rodolpho Vilhena de Moraes / Banca: Othon Cabo Whinter / Banca: Antonio Fernando Bertachini de Almeida Prado / Banca: Tadashi Yokoyama / Banca: Antonio Elipe / Abstract: Nowadays, despite the technological development experienced by science in general, a fact especially evident by the available powerful computer machines, the analytical and semi-analytical methods to study different space problems are still of great importance in the fields of astrodynamics and celestial mechanics. From the physical understanding of the motion of celestial bodies to the planing and designing of space missions, the use of mathematical models to deal with a very large number of contemporary problems plays a fundamental role in the progress of human knowledge. In this context, the present thesis presents the use of different mathematical techniques to deal with different various and current problems in astrodynamics and celestial mechanics. The studies developed throughout this work are applicable to both areas. The topics studied are the following ones: (1) The development of disturbing potentials using the double-averaging process, in order to be included in the Lagrange planetary which are numerically integrated to study features of orbits around Mercury and the Galilean moon Callisto; (2) The use of different perturbation integrals, techniques to identify and map different perturbations present in a planetary system, with focus on the analysis of systems of Giant planets with their massive moons; (3) The use of the concept of intermediary Hamiltonian and the use of a canonical transformation called elimination of the parallax, both to deal with binary system... (Complete abstract click electronic access below) / Resumo: Na atualidade, a despeito do desenvolvimento tecnológico experimentado pela ciência em geral, algo especialmente evidenciado por poderosas máquinas computacionais disponíveis, os métodos analíticos e semianalíticos para o estudo de diferentes problemas espaciais ainda são de grande importância nos campos de astrodinâmica e mecânica celeste. Desde a compreensão física do movimento de corpos celestes até ao planejamento e projeto de missões espaciais, o uso de modelos matemáticos para lidar com um grande número de problemas contemporâneos desempenha um papel fundamental no progresso do conhecimento humano. Neste contexto, a presente tese apresenta o uso de diferentes técnicas matemáticas para lidar com diversos e atuais problemas em astrodinâmica e mecânica celeste. Os estudos desenvolvidos ao longo deste trabalho são aplicáveis à ambas as áreas. Os tópicos estudados são os seguintes: (1) O desenvolvimento de potenciais perturbadores usando o processo de dupla média, de forma a serem incluídos nas equações planetárias de Lagrange que são integradas numericamente para estudar características de órbitas ao redor de Mercúrio e da lua galileana Calisto; (2) A utilização de diferentes integrais de perturbação, técnicas para identificar e mapear diferentes perturbações presentes em um sistema planetário, com foco na análise de sistemas de planetas gigantes com suas luas massivas; (3) A utilização do conceito de hamiltoniana intermediária e o uso de uma transformação canônica chamada eliminação da paralaxe, ambos para lidar com sistemas binários no contexto da dinâmica roto-orbital, essa sendo uma aproximação do problema completo de dois corpos; (3) Uma análise atualizada de equações variacionais de Gauss para o estudo de órbitas quasi-satélite ... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Doutor

A presente dissertação tem como objetivo estudar os argumentos espaciais preposicionados selecionados por verbos de deslocamento de forma contrastiva em português e alemão. Para tanto, foram utilizados preceitos da gramática de valências e da gramática de casos que se pautam nos conceitos de centralidade do verbo (que seleciona os argumentos) e papel temático. Dentro do papel temático espacial, considera-se que é possível distinguir seis subtipos: origem, direção, percurso, trajetória, locativo e situativo. Para este trabalho foi feito o recolhimento de um corpus de ocorrências em português e alemão a partir de verbos de deslocamento que selecionam argumentos espaciais introduzidos por preposições. Essas ocorrências foram analisadas e classificadas semanticamente segundo os subtipos do papel espacial encontrados. Contrastando as ocorrências em português e alemão, foi possível verificar similaridades e diferenças entre as duas línguas. Foram observadas construções com o substantivo casa e Haus, a influência do verbo para a seleção do argumento espacial e as diferenças sutis entre os subtipos de papéis espaciais. Um grupo de verbos chamou a atenção por não permitir a classificação clara em um dos subgrupos. Para esses verbos, é levantada a hipótese de criação de mais um argumento espacial: o argumento espacial preposicionado de referência. / This masters thesis aims the study of prepositional spatial arguments that are taken by verbs of movement in a contrastive way in Portuguese and in German. In order to carry out this research, there were used concepts of the valency grammar and the case grammar that present the verb as the core of the sentence (which requires arguments) and the semantic role. Between the spatial semantic roles, it is considered that it is possible to find six subtypes: source, direction, path, trajectory, locative and situative. For this thesis it was collected a corpus of occurrences in Portuguese and German from verbs of movement that select spatial arguments introduced by prepositions. These occurrences were analyzed and semantically classified according to these subtypes of semantic roles. By contrasting the occurrences in Portuguese and German, it was possible to verify similarities and differences between both languages. There were observed constructions with the noun casa and Haus, the influence of the verb for the selection of the spatial argument and the small differences between the subtypes of spatial roles. A group of verbs caught the attention because they did not allow a clear classification in one of the subtypes. For these verbs it is raised the hypothesis of creation of another spatial argument: the spatial prepositional argument of reference.

Studies from the Forestry Institute of São Paulo State have shown that in the end of the 20th century, the native forest cover of the state of SP reached the maximum level of forest loss. From that point on, a period of forest increase and expansion started. Industrialization, law enforcement, economic benefits, and social pressure experienced in recent years are believed to be contributing to the preservation and regrowth of the native vegetation cover in certain locations. This study proposed to model the dynamics of native vegetation cover in the Piracicaba River basin (12,500 km²) in the state of São Paulo, Brazil, to evaluate possible effects of these changes in ecosystem services related to river flow & regulation and landscape structure, linking to biodiversity & habitat supported by forest patches. To achieve the proposal set out in this research, dynamic models of native vegetation were established. Thematic land cover maps of the years 1990, 2000 and 2010, originated from Landsat 5 TM images, formed the spatiotemporal basis of this study. With the aid of Dinamica EGO (a dynamic modeling software), three future scenarios were created, called status quo (SQ), no deforestation (ND) and riparian restoration enforcement (RRE). An analysis using weights of evidence was done to identify forest transition drivers. The drivers are divided into two groups, (1) environmental & physical, consisting of soil types, hydrographic network, rainfall and presence of native forest fragments and (2) anthropic, consisting of population density, gross national product, road network, urban patches and predominant rural activities. Resulting scenarios were analyzed by means of landscape metrics to compare and qualify vegetation patches in relation to structure as proxy for supporting ecosystem services. Finally, Soil & Water Assessment Tool (SWAT), a hydrological model, was used to determine the influence of different forest scenarios in mean annual water yield and regulation processes throughout the basin, and, therefore, compare scenarios as to effects on regulating ecosystem services. Results show that forest transition is indeed occurring, with native vegetation cover parting from 24.4% in 1990, to 20.1% in 2000 and 21.8% in 2010. Scenario results were of 22.4% (SQ), 43.2% (ND) and 28.4% (RRE) for 2050. Forest loss was identified as a product of anthropogenic drivers while regrowth was of physical & environmental drivers. When the area was segmented, regions with greater environmental condition resulted in improved values of landscape structure. SQ scenario was the most affected, losing small patches of forest that could function as structural connectors, and therefore potentially affect biodiversity and habitat. Mean annual water yield was reduced with forest regrowth by as much as 10.3% in ND. We concluded that the dynamics occurring in the landscape and the proposed scenarios affect mean annual water yield, regulation and landscape structure, allowing us to discuss differences between the scenarios and the relation between forest dynamics, landscape structure, hydrology and overtime potential effects over regulating and supporting ecosystem services. / Levantamentos do Instituto Florestal de São Paulo têm mostrado que no final do século XX a cobertura florestal nativa total do estado atingiu um patamar de perda e que se iniciou então um período de expansão. Rigidez de leis, fiscalização, benefícios econômicos, além de pressão social demonstrados nos últimos anos têm contribuído para essa expansão da vegetação nativa em certos locais. Este estudo propôs modelar a dinâmica da cobertura florestal nativa na bacia do Rio Piracicaba (12.500 km2), localizada no Estado de São Paulo, para averiguar os possíveis efeitos dessas mudanças nos serviços ecossistêmicos ligados à vazão e regulação de rios, além da própria estrutura da paisagem simulada, interligando-se com biodiversidade e habitat, promovidos pelos remanescentes florestais. Para atingir a proposta estabelecida nesta pesquisa, modelos de dinâmica da vegetação nativa foram desenvolvidos. Foram utilizados mapas temáticos de cobertura e uso do solo dos anos 1990, 2000 e 2010 originados a partir de imagens Landsat 5 TM. Com auxílio do software Dinamica EGO, especializado em modelagem da paisagem, criaram-se três modelos espaciais e temporais da dinâmica florestal, levando em consideração os cenários status quo (SQ), no deforestation (ND) e riparian restoration enforcement (RRE). Uma análise usando pesos de evidência foi utilizada para identificar as variáveis de transição florestal. As variáveis foram divididas em dois grupos, (1) físicas e ambientais, consistindo de tipos de solo, rede de drenagem, pluviosidade e presença de fragmentos florestais e (2) antrópicos, consistindo de densidade populacional, produto interno bruto, rede viária, zonas urbanas e predominância de atividade rural. Os cenários resultantes foram analisados por métricas de paisagem para fim de comparação e qualificação dos fragmentos em relação a sua estrutura, interligando-se aos serviços ecossistêmicos de suporte. Por último, foi realizada uma modelagem hidrológica usando o modelo Soil & Water Assessment Tool (SWAT) para averiguar a influência da mudança florestal na regulação de vazão de rios e portanto comparar os cenários em relação aos seus efeitos sobre serviços ecossistêmicos de regulação interligados à água. Resultados mostraram que transição florestal ocorreu, passando a cobertura florestal de 24,4% em 1990 para 20,1% em 2000 e então 21,8% em 2010. Cenários resultaram em uma cobertura florestal de 22,4% (SQ), 43,2% (LE) e 28,4% (RRE) para o ano de 2050. A perda de floresta foi identificada como produto de variáveis de natureza antrópica enquanto o ganho florestal foi de variáveis físicas e ambientais. Regiões com melhores condições ambientais resultaram em melhores valores de estrutura da paisagem. SQ foi afetado principalmente pela perda de pequenos fragmentos florestais que funcionam como conectores estruturais da paisagem, potencialmente afetando a biodiversidade e habitat. O deflúvio médio anual foi reduzido em até 10,3% com o incremento florestal observado em ND. Conclui-se que a cobertura florestal na paisagem e os cenários propostos afetam o deflúvio, regulação e a estrutura da paisagem, nos permitindo discutir nas diferenças entre cada cenário e a relação entre dinâmica florestal, estrutura da paisagem, hidrologia e potenciais efeitos nos serviços ecossistêmicos de suporte e regulação.