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Yes / This book is an edition of the Special Issue Advances in Modelling and Prediction on the Impact of Human Activities and Extreme Events on Environments that was published in Water journal.

The world's marine and coastal ecosystems are under threat and single-sector management efforts have failed to address those threats. Scientific consensus suggests that management should evolve to focus on ecosystems and their human, ecological, and physical components. Estuaries are recognized globally as one of the world's most productive and most threatened ecosystems and many estuarine areas in British Columbia (BC) have been lost or degraded. To help prioritize activities and areas for management efforts at a regional scale, spatial information on human activities that adversely affect BC estuaries was compiled. Using statistical analyses, estuaries were assigned to groups facing related threats that could benefit from similar management. The relationships between estuaries, their biological importance, and their protected status were examined. This research is timely as it will inform ongoing marine planning efforts as well as land acquisition and stewardship activities undertaken by organizations such as the Pacific Estuary Conservation Program.

This research evaluated the extent to which forests in Virginia have either become fragmented (disconnected) and/or connected over a ten year time period. The study analyzed the accuracy of forest fragmentation analysis depending on the spatial resolution of the satellite imagery used. This analysis highlights the importance of using appropriate satellite images for forest fragmentation analysis. Secondly, this research focused on building a model to identify the significance of factors such as slope, physiographic region and forest types on Virginia's populations of Wood Thrush and Ovenbird. This assessment identified the difference in effects of variables on bird populations depending on the scale at which the analysis is carried out. Third and final analysis combined the first two assessments to determine how management policies can be used to mitigate negative effects of forest fragmentation and protect biodiversity. The research results highlight increasing forest fragmentation trends in Virginia between 2001 and 2011 and the negative impacts of this trend on Wood Thrush and Ovenbird species. The results also demonstrate the effectiveness of riparian buffers as corridors. / Doctor of Philosophy / This research evaluated the extent to which forests in Virginia have either become fragmented (disconnected) and/or connected over a ten year time period. The study analyzed the accuracy of forest fragmentation analysis depending on the spatial resolution of the satellite imagery used. This analysis highlights the importance of using appropriate satellite images for forest fragmentation analysis. Secondly, this research focused on building a model to identify the significance of factors such as slope, physiographic region and forest types on Virginia’s populations of Wood Thrush and Ovenbird. This assessment identified the difference in effects of variables on bird populations depending on the scale at which the analysis is carried out. Third and final analysis combined the first two assessments to determine how management policies can be used to mitigate negative effects of forest fragmentation and protect biodiversity. The research results highlight increasing forest fragmentation trends in Virginia between 2001 and 2011 and the negative impacts of this trend on Wood Thrush and Ovenbird species. The results also demonstrate the effectiveness of riparian buffers as corridors.

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This dissertation introduces several technical innovations that improve the ability of machine learning models to recognize a wide range of complex human activities. As human sensor data becomes more abundant, the need to develop algorithms for understanding and interpreting complex human actions has become increasingly important. Our research focuses on three key areas: multi-agent activity recognition, multi-person pose estimation, and multimodal fusion. To tackle the problem of monitoring coordinated team activities from spatio-temporal traces, we introduce a new framework that incorporates field of view data to predict team performance. Our framework uses Spatial Temporal Graph Convolutional Networks (ST-GCN) and recurrent neural network layers to capture and model the dynamic spatial relationships between agents. The second part of the dissertation addresses the problem of multi-person pose estimation (MPPE) from video data. Our proposed technique (Language Assisted Multi-person Pose estimation) leverages text representations from multimodal foundation models to learn a visual representation that is more robust to occlusion. By infusing semantic information into pose estimation, our approach enables precise estimations, even in cluttered scenes. The final part of the dissertation examines the problem of fusing multimodal physiological input from cardiovascular and gaze tracking sensors to exploit the complementary nature of these modalities. When dealing with multimodal features, uncovering the correlations between different modalities is as crucial as identifying effective unimodal features. This dissertation introduces a hybrid multimodal tensor fusion network that is effective at learning both unimodal and bimodal dynamics. The outcomes of this dissertation contribute to advancing the field of complex human activity recognition by addressing the challenges associated with multi-agent activity recognition, multi-person pose estimation, and multimodal fusion. The proposed innovations have potential applications in various domains, including video surveillance, human-robot interaction, sports analysis, and healthcare monitoring. By developing intelligent systems capable of accurately recognizing complex human activities, this research paves the way for improved safety, efficiency, and decision-making in a wide range of real-world applications.

Zusammenfassung Das in der westlichen Hälfte der Insel Neuguinea liegende Papua unterliegt einer raschen, unzureichend geplanten sozialen und ökonomischen Entwicklung. Zunehmende Umweltzerstörung (Habitatdegradierung) bedroht den hohen Artenreichtum und die einheimische Biodiversität. Süßwasserökosysteme sind sehr stark bedroht durch Umweltverschmutzung, Habitatsveränderung und das Einschleppen von fremden Arten. Bisher wurde dieser menschliche Einfluss an den Süßwasserarten unzureichend erforscht, speziell an den Fischen in stehenden und fliessenden Gewässern in Papua. Der Sentani See liegt in Nordpapua, in der Nähe von Jayapura, der Hauptstadt der Provinz Papua. Es repräsentiert das größte Süßwasserökosystem in Papua und spielt somit eine wichtige Rolle für das Überleben der Menschen und anderer Lebewesen in dieser Gegend. Menschliche Aktivitäten beeinflussen die lokale Flora und Fauna, insbesondere solche mit engem Verbreitungsgebieten wie z.B. Regenbogenfische  Chilatherinasentaniensis und Glossolepisincisus, und der Sentani Goby. (Glossogobius sp.) Der See liegt nahe an urbanen Zentren, sodass in allen Himmelsrichtungen Umweltverschmutzungen aller Art stattfinden., dies betrifft insbesondere Veränderungen im Uferbereich und das Einschleppen fremder Arten. Trotz dieser Bedenken und der Bedeutung für die lokale Regierung findet das Thema kaum Beachtung im Hinblick auf Erhalt des Ökosystems. Trotz einiger Forschung in Richtung Mollusken, Phytoplankton und Limnologie, und Wasserqualität des Sees gibt es keine spezifischen Untersuchungen über die Korrelation zwischen menschlichen Aktivitäten und der Artenveränderung im See. Deshalb ist das Ziel dieser Arbeit die Ökologie des roten Regenbogenfisches als einem der meistbedrohten endemischen Fischarten im Sentanisee sowie den menschlichen Einfluss auf sein Habitat zu dokumentieren. Im Speziellen beschreibt diese Arbeit den Einfluss auf die Häufigkeit, Größe, Geschlechterverteilung und Populationsveränderung nach Einführung fremder Arten. Um den menschlichen Faktor zu messen, wurden acht physiochemische Parameter untersucht, von denen der größte Einfluss auf die Häufigkeit des Vorkommens beschrieben wird in neun verschiedenen Gegenden dreier verschiedener Zonen. Die Gegenden wurden nach Kriterien unterschiedlicher menschlicher Aktivität ausgesucht unter der Hypothese, dass eine höhere menschlicher Population einen entsprechenden Einfluss auf die Fischpopulation hat. Zone I beschreibt hohen menschlichen Einfluss, Zone II mittelmäßige menschliche Aktivität, Zone III hat die niedrigste menschliche Aktivität und wurde als „Kontrollgegend“ genutzt. Diese Gegenden wurden später neu eingeteilt gemäß der physiochemischen Parameter des Wassers. Fisch und Wasserproben wurden entlang des Ufers gesammelt, in bis zu zwei Meter Tiefe. Fisch wurde morgens in jeder Zone gefangen. Dies wurde dreimal an anderen Tagen wiederholt, sodass 27 verschieden Daten für jede Zone zusammenkamen, insgesamt 81 Daten für drei Zonen innerhalb eines Jahres, und somit 243 Daten in drei Jahren. Die gesammelten Regenbogenfische wurden nach Geschlecht gezählt, gemessen und wieder freigelassen. Wasserproben wurden nach dem gleichen Muster entnommen, dreimal täglich; morgens (6.00 – 9.00am), mittags (11.00 bis 13.00pm) und nachmittags (16.00 – 18.00pm) und dreimal in jeder Zone an drei weiteren Tagen gesammelt. So wurden ebenfalls 81 Wasserproben gewonnen. Die Wasserparameter, Nitrate, Nitrite, Phosphate, der biologische Sauerstoffbedarf und der chemische Sauerstoffbedarf wurden in einem Labor analysiert, während Wassertemperatur, PH Wert und gelöster Sauerstoff direkt vor Ort gemessen wurden. Dann wurde das Umfeld des Regenbogenfisches beschreibend analysiert, um die Habitatpräferenzen einschliesslich Substrat, Typ, Wassertiefe, Wasserbewegung und Vegetation kennezulernen. Um die physiochemischen Parameter des Wassers zu analysieren, wurde das RStatistikanalyse Programm benutzt., um somit Verbreitung und Größe des Regenbogenfisches in jeder Probe, und somit eine Korrelation zwischen den Wasserparametern und der Größe und Verteilung des Regenbogenfisches zu entdecken. Nachdem der Grad der Wasserverschmutzung bestimmt worden war, wurden die Fischproben in drei Gruppen eingeteilt, je nach Verschmutzungsgrad der Gebiete. Das Analysetool in Excel 2007 und die Version von SPSS 17.0 wurden genutzt, um die Fischgröße jeder Gruppe, sowie den Unterscheid der Gruppen zueinander, das Verhältnis der Anzahl der Fische zur Zahl der eingeführten fremden Fische, sowie die Korrelation der Zahl der Regenbogenfische zur Nitratkonzentration zu bestimmen. Basierend auf den bereits erwähnten Wasserparametern wurden die Untersuchungsgebiete in drei Gruppen geteilt. 1 und 2  mit hohem menschlichen Einfluss, 3 mit geringem menschlichem Impact. Es gab signifikante Unterschiede bei bestimmten Wasserparametern innerhalb der Gruppen, insbesondere bei Nitraten und Nitriten, Phosphate, biologischem Sauerstoffbedarf und chemischen Sauerstoffbedarf. Die erste Gruppe hatte die höchste Konzentration an Nitraten und Nitriten, Gruppe II hatte die höchste Konzentration an Phosphaten, biologischem, sowie chemischen Sauerstoffbedarf . Gruppe drei hatte die beste Wasserqualität und niedere bis mittlere Konzentration der obengenannten Parameter. Die Phosphatlevel übersteigen den in Indonesien staatlich zugelassenen Grenzwert von  Phosphat  in Trinkwasser und Fischereiwasser. Nitrat und Nitritbelastung liegen unter den zulässigen Grenzwerten. Es wurde kein Bereich ohne nachweisbaren menschlichen Einfluss gefunden,  nicht mal bei so geringer Bev.dichte wie 2Menschen /km2;  Diese Ergebnisse zeigen die deutliche Verschmutzung des Sentani Sees durch die Menschen. Die Anzahl des roten Regenbogenfisches war in allen Gruppen gleich, ausser es wurde nach Geschlecht getrennt gezählt. Die männlichen Fische war in allen Gruppen ähnlich, während die Anzahl weinblichen Fische in der Gruppe drei niedriger war. Nitrat war der einzige Parameter, dem ein direkter inverser Zusammenhang mit der Anzahl der Regenbogenfische nachgewiesen werden konnte.  Die Körperlänge der Fische war signifikant unterschiedlich in den einzelnen Gruppen. Gruppe drei hatte das durchschnittlich größte Körpermass. Phosphat war der einzige Parameter mit Einfluss auf die Körperlänge, obwohl nicht signifikant. Die Anzahl der Fremdfische korrelierte schwach mit der Anzahl der Regenbogenfische. Gruppe zwei hatte eine leicht negative Korrelation, Gruppe eins und drei waren leicht positiv korreliert. Das bedeutet, dass die Anzahl der Fremdfische keinen Einfluss auf die Zahl der Regenbogenfische hat.  Die Zahl der männliche Regenbogenfische war in der Flachwasserzone am Ufer höher, während die weiblichen mehr in den tiefen Wassern gefunden wurden. Diese Korrelation war ähnlich in Gruppe eins und zwei, während in der dritten weniger verschmutzten Gruppe eine höhere Anzahl männlicher Fische war. Die unterschiedliche Geschlechterverteilung war abhängig von Habitat, Licht und Temperaturpräferenzen.  Grundsätzlich bevorzugen rote Regenbogenfische klares, flaches Wasser mit Sand, Kiesel und Steinsubstrat und halten sich gerne auf zwischen Hydrilla verticillata, Valisneria americana, Eichhornia crassipes, Metroxylon sagu und Gräsern. Das Angebot von Futter war ebenfalls attraktiv für die Fische, insbesondere unter traditionellen Pfahlhäusern, den Wurzeln einiger Pflanzen, Schmutz, Abfall und Holzresten.  Pollen und Insekten waren ebenfalls eine bedeutende Nahrungsquelle für die Fische, sowie auch die Larven von Wasserinsekten und Algen.  Pflanzwurzeln waren ebenfalls  als Rückzugs- und Aufzuchtsgebiet sowie als Spielplatz attraktiv für die Fische. Die Fische  vermieden Bereiche mit hohen Lichtintensitäten und zogen schattige Gebiete in tiefem Wasser vor. Diese Faktoren beeinflussten die Verbreitung der Regenbogenfische in den Habitaten und konsequenterweise auch ihre Anzahl.  Menschliche Aktivitäten haben Einfluss auf die Qualität des Habitats und des Wassers in und um den Sentanisee. Obwohl die Wasserqualität keinen signifikanten Einfluss auf die Verbreitung der Regenbogenfische hat, dank seiner Fähigkeit, sich auch an schlechtere Konditionen anzupassen, wird eine zunehmende Verschmutzung doch als Bedrohung gewertet.  Zunehmende Verschmutzung des Wassers wird sich in einer Verschlechterung des Ökosystems zeigen und wird dazu führen, dass die Arten um geringere Ressourcen konkurrieren müssen. Das wird ultimativ zum Aussterben von endemischen Arten führen, von denen der rote Regenbogenfisch nur ein Vertreter ist. Deshalb sollte der Sentani See prioriär als Naturschutzgebiet in Papua behandelt werden, um einheimische und endemische Arten zu schützen. Die Ergebnisse dieser Studie liefern Grundlagen Daten für den Schutz des roten Regenbogenfisches im Sentani See. Somit erhalten Politiker Strategien zum Erhalt des Habitats, Möglichkeiten Verschmutzung einzudämmen, und Kommunen zum Naturschutz zu motivieren. Weitere Studien werden benötigt, um das Verhältnis des roten Regenbogenfisches und seine Vorlieben, sowie seine Anfälligkeiten bestimmten Noxen gegenüber  zu erforschen. Verschiedene Möglichkeiten der Kontrolle der Verschmutzung sollten ebenfalls erforscht werden. Andere Regionen des Sees, die in dieser Studie nicht erforscht werden konnten, sollten überwacht werden. Unabhängig von den bearbeiteten Untersuchungen am Ökosystem des "Sentani Sees" als Teil eines ganzheitlichen "Sentani See Programms" sollten weitere Studien zur Wasserqualität und insbesondere zum Einfluß anthropogener Umweltverschmutzung auf Flora und Fauna angestellt werden. Eine Überwachung des gesamten Sees zur Bestimmung der Ökologie wäre sinnvoll, damit ein Gesamtprogramm zur ökologischen Rehabilitation folgen kann.

We are stumbling across a video tsunami flooding our communication channels. The ubiquity of digital cameras and social networks has increased the amount of visual media content generated and shared by people, in particular videos. Cisco reports that 82% of the internet traffic would be in the form of videos by 2022. The computer vision community has embraced this challenge by offering the first building blocks to translate the visual data in segmented video clips into semantic tags. However, users usually require to go beyond tagging at the video level. For example, someone may want to retrieve important moments such as the “first steps of her child” from a large collection of untrimmed videos; or retrieving all the instances of a home-run from an unsegmented video of baseball. In the face of this data deluge, it becomes crucial to develop efficient and scalable algorithms that can intelligently localize semantic visual content in untrimmed videos. In this work, I address three different challenges on the localization of actions in videos. First, I develop deep-based action proposals and detection models that take a video and generate action-agnostic and class-specific temporal segments, respectively. These models retrieve temporal locations with high accuracy in an efficient manner, faster than real-time. Second, I propose the new task to retrieve and localize temporal moments from a collection of videos given a natural language query. To tackle this challenge, I introduce an efficient and effective model that aligns the text query to individual clips of fixed length while still retrieves moments spanning multiple clips. This approach not only allows smooth interactions with users via natural languagequeries but also reduce the index size and search time for retrieving the moments. Lastly, I introduce the concept of actor-supervision that exploits the inherent compo sitionality of actions, in terms of transformations of actors, to achieve spatiotemporal localization of actions without the need of action box annotations. By designing ef ficient models to scan a single video in real-time; retrieve and localizing moments of interest from multiple videos; and an effective strategy to localize actions without resorting in action box annotations, this thesis provides insights that put us closer to the goal of general video understanding.

Made available in DSpace on 2017-07-10T14:38:28Z (GMT). No. of bitstreams: 1 tassia.pdf: 1244152 bytes, checksum: 94c85e90bbbe81a039be502cd6b74f66 (MD5) Previous issue date: 2015-02-26 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Different land uses directly affect the characteristics of a river basin, reflecting the health and integrity of the aquatic environment, and consequently influence the aquatic biota and ecosystem processes. This study aimed to analyze the structure and community composition of aquatic invertebrates and the role of these organisms in the process of decomposition of leaf litter in streams with different land uses. Samples were collected in the period from September to December 2013 in five streams of western Paraná. At each stream were placed 18 bags containing litter for colonization by aquatic invertebrates during the exposure times of 15, 30, 45, 60, 75 and 90 days. Significant spatial differences in the structure and composition of the community of aquatic invertebrates in the studied streams were recorded. There were no significant differences in the activity of aquatic invertebrates in the leaf decomposition process streams with different land uses. But there were differences in the variability of decomposition between the streams, and the reference stream showed lower variability in the decomposition process. This result may have been influenced by habitat quality, availability of organic matter, and the structure and composition of benthic community present in the reference stream, which differs significantly between locations with different types of land use. The results of this study demonstrate that human interference in the aquatic environment through land use can influence negativity in ecosystem processes, particularly in invertebrate activity during the processing of allochthonous material, as well as modify the structure and composition of the biota. / Diferentes usos do solo afetam diretamente as características de uma bacia hidrográfica, refletindo na saúde e integridade do ambiente aquático, e, consequentemente, influenciam a biota aquática e os processos ecossistêmicos. Este trabalho teve como objetivo analisar a estrutura e composição da comunidade de invertebrados aquáticos e o papel desses organismos no processo de decomposição de detritos foliares em riachos com diferentes usos do solo. As coletas foram realizadas no período de setembro a dezembro de 2013 em cinco riachos da região oeste do Paraná. Em cada riacho foram colocadas 18 bolsas contendo folhiço para a colonização por invertebrados aquáticos durante os tempos de exposição de 15, 30, 45, 60, 75 e 90 dias. Foram registradas diferenças espaciais significativas na estrutura e composição da comunidade de invertebrados aquáticos entre os riachos estudados. Não houve diferenças significativas na atividade de invertebrados aquáticos durante o processo de decomposição foliar em riachos com diferentes usos do solo. Porém houve diferenças na variabilidade da decomposição entre os riachos, sendo que o riacho de referência apresentou menor variabilidade no processo de decomposição. Esse resultado pode ter sido influenciado pela qualidade do hábitat, disponibilidade de matéria orgânica, e pela estrutura e composição da comunidade bentônica presente no riacho de referência, a qual difere significativamente entre os locais com diferentes tipos de ocupação do solo. Os resultados deste estudo demonstram que a interferência humana no ambiente aquático, por meio do uso do solo, pode influenciar negatividade nos processos ecossistêmicos, em especial na atividade de invertebrados durante o processamento de material alóctone, além de modificar a estrutura e composição da biota.

Gorongosa: a history of an African landscape, 1921-2014, focuses on changes in the Gorongosa ecosystem, in central Mozambique, southeastern Africa. Environmental changes result from natural, non-human causes and from the activities of humans. I describe four socioecological events: African and Portuguese interactions, Gorongosa National Park, the effects of Mozambique’s civil war, and the Park's restoration in the aftermath of the civil war. Prior to European partition of Africa in 1884-85, Mozambique did not exist as clearly a demarcated territory as it is now. Today, the sense of Mozambicanhood bears traces of Portuguese colonial era experience. The demarcation of Mozambique’s boundaries and the reshaping of the colony until 1975 was a painful process that both the Africans and Portuguese colonialists endured; these physical and social separations from the rest of southern Africa represented the first human-induced changes in southern Africa. The endeavors to reshape Mozambique did not end with political boundaries. Painful processes, including the reshaping of Gorongosa National Park in the Gorongosa ecosystem, continued after border demarcations. Countless Mozambican and Portuguese lives were lost in the long trajectory within the colony as the Africans and the Europeans all developed a sense of unity in diversity while reshaping their attitude of and about Mozambique. After independence in 1975, internal transformations and wars continued reshaping Mozambique and Mozambicans, as different nationalists sought to maintain their colonial experience. These dynamics marked the environmental history of the Mozambican and Portuguese peoples and are often reflected in the prevalence of high sympathy, which the two peoples share toward one another. Gorongosa: a history of an African landscape, 1921-2014, critically celebrates these collective achievements.