We study the problem of embedding high-dimensional visual data into low-dimensional vector representations. This is an important component in many computer vision applications involving nearest neighbor retrieval, as embedding techniques not only perform dimensionality reduction, but can also capture task-specific semantic similarities. In this thesis, we use deep neural networks to learn vector embeddings, and develop a gradient-based optimization framework that is capable of optimizing ranking-based retrieval performance metrics, such as the widely used Average Precision (AP) and Normalized Discounted Cumulative Gain (NDCG). Our framework is applied in three applications. First, we study Supervised Hashing, which is concerned with learning compact binary vector embeddings for fast retrieval, and propose two novel solutions. The first solution optimizes Mutual Information as a surrogate ranking objective, while the other directly optimizes AP and NDCG, based on the discovery of their closed-form expressions for discrete Hamming distances. These optimization problems are NP-hard, therefore we derive their continuous relaxations to enable gradient-based optimization with neural networks. Our solutions establish the state-of-the-art on several image retrieval benchmarks. Next, we learn deep neural networks to extract Local Feature Descriptors from image patches. Local features are used universally in low-level computer vision tasks that involve sparse feature matching, such as image registration and 3D reconstruction, and their matching is a nearest neighbor retrieval problem. We leverage our AP optimization technique to learn both binary and real-valued descriptors for local image patches. Compared to competing approaches, our solution eliminates complex heuristics, and performs more accurately in the tasks of patch verification, patch retrieval, and image matching. Lastly, we tackle Deep Metric Learning, the general problem of learning real-valued vector embeddings using deep neural networks. We propose a learning to rank solution through optimizing a novel quantization-based approximation of AP. For downstream tasks such as retrieval and clustering, we demonstrate promising results on standard benchmarks, especially in the few-shot learning scenario, where the number of labeled examples per class is limited.

The diplom thesis presents some elements of precision agriculture and their possible use. The thesis focuses on using the elements of precision farming in practice. In the practical part, the work is focused on the practical use of the sensor system Isaria Crop sensor N in the conditions of the agricultural company Kooprodukt Lišov a.s.

L’agriculture de précision est un mode de culture qui consiste à prendre en compte la variabilité intra-parcellaire afin d'appliquer le bon traitement au bon endroit. Depuis les années 80, l’agriculture de précision s’est développée grâce à l’arrivée d’outils de géolocalisation (GPS), de matériels permettant une gestion modulée des cultures et surtout d'une multitude de données issues de prélèvements sur le terrain, d'images et de capteurs. Dans ce contexte, l’agriculture de précision a fait émerger de nouveaux problèmes à la fois combinatoires et complexes afin de répondre à des enjeux de performance économique, technique et environnementale.Cette thèse porte sur l'utilisation de la programmation par contraintes pour résoudre des problèmes de tournées dans le contexte de l’agriculture de précision et, plus précisément, en viticulture de précision.Un problème de tournées de véhicule consiste à déterminer une flotte de véhicules afin de visiter une liste de clients ou de réaliser des tournées d’interventions. Le but est de minimiser le coût total des tournées tout en respectant différentes contraintes. Ce problème est une extension classique du problème du voyageur de commerce et fait partie des problèmes NP-difficiles.La programmation par contraintes est un outil très puissant capable de résoudre des problèmes combinatoires comme les problèmes de tournées. Elle fournit des algorithmes de filtrage dédiés à des contraintes de circuits qui permettent de résoudre de façon efficace des problèmes associant ces contraintes de circuit à d'autres contraintes plus spécifiques.La première contribution de cette thèse est la formalisation du problème de la vendange sélective et sa modélisation sous la forme d’un problème d’optimisation sous contraintes. Le problème de la vendange sélective consiste à trouver la trajectoire optimale d’une machine à vendanger qui récolte et sépare deux qualités de raisins. En plus d’être un problème de tournées peu commun, la gestion du remplissage simultané des deux bacs augmente la combinatoire du problème. Plusieurs modèles sont présentés et testés sur des données réelles provenant de vignobles situés dans le sud de la France.La deuxième contribution est l’établissement d’une nouvelle contrainte globale de tournées nommée WeightedSubCircuits. Elle permet d'aborder le problème plus général de tournées multiples dans lequel on cherche à couvrir une partie du graphe par un ensemble de circuits disjoints de coût minimal. Un algorithme de filtrage partiel de cette contrainte est également présenté. Des expérimentations ont été réalisées, notamment sur un problème de planning de techniciens intervenant sur des vignobles en Californie qui a été modélisé dans le cadre de cette thèse. Ces résultats préliminaires ont montré l'intérêt du filtrage apporté par cette nouvelle contrainte. / L’agriculture de précision est un mode de culture qui consiste à prendre en compte la variabilité intra-parcellaire afin d'appliquer le bon traitement au bon endroit. Depuis les années 80, l’agriculture de précision s’est développée grâce à l’arrivée d’outils de géolocalisation (GPS), de matériels permettant une gestion modulée des cultures et surtout d'une multitude de données issues de prélèvements sur le terrain, d'images et de capteurs. Dans ce contexte, l’agriculture de précision a fait émerger de nouveaux problèmes à la fois combinatoires et complexes afin de répondre à des enjeux de performance économique, technique et environnementale.Cette thèse porte sur l'utilisation de la programmation par contraintes pour résoudre des problèmes de tournées dans le contexte de l’agriculture de précision et, plus précisément, en viticulture de précision.Un problème de tournées de véhicule consiste à déterminer une flotte de véhicules afin de visiter une liste de clients ou de réaliser des tournées d’interventions. Le but est de minimiser le coût total des tournées tout en respectant différentes contraintes. Ce problème est une extension classique du problème du voyageur de commerce et fait partie des problèmes NP-difficiles.La programmation par contraintes est un outil très puissant capable de résoudre des problèmes combinatoires comme les problèmes de tournées. Elle fournit des algorithmes de filtrage dédiés à des contraintes de circuits qui permettent de résoudre de façon efficace des problèmes associant ces contraintes de circuit à d'autres contraintes plus spécifiques.La première contribution de cette thèse est la formalisation du problème de la vendange sélective et sa modélisation sous la forme d’un problème d’optimisation sous contraintes. Le problème de la vendange sélective consiste à trouver la trajectoire optimale d’une machine à vendanger qui récolte et sépare deux qualités de raisins. En plus d’être un problème de tournées peu commun, la gestion du remplissage simultané des deux bacs augmente la combinatoire du problème. Plusieurs modèles sont présentés et testés sur des données réelles provenant de vignobles situés dans le sud de la France.La deuxième contribution est l’établissement d’une nouvelle contrainte globale de tournées nommée WeightedSubCircuits. Elle permet d'aborder le problème plus général de tournées multiples dans lequel on cherche à couvrir une partie du graphe par un ensemble de circuits disjoints de coût minimal. Un algorithme de filtrage partiel de cette contrainte est également présenté. Des expérimentations ont été réalisées, notamment sur un problème de planning de techniciens intervenant sur des vignobles en Californie qui a été modélisé dans le cadre de cette thèse. Ces résultats préliminaires ont montré l'intérêt du filtrage apporté par cette nouvelle contrainte.

Submitted by Marlucy Farias Medeiros (marlucy.farias@unipampa.edu.br) on 2018-02-06T15:00:54Z No. of bitstreams: 1 Robert Martins da Silva - 2017.pdf: 90829743 bytes, checksum: 03eef7ebec5e626e2c74eddd8bf63508 (MD5) / Approved for entry into archive by Marlucy Farias Medeiros (marlucy.farias@unipampa.edu.br) on 2018-02-06T15:33:35Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Robert Martins da Silva - 2017.pdf: 90829743 bytes, checksum: 03eef7ebec5e626e2c74eddd8bf63508 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-02-06T15:33:35Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Robert Martins da Silva - 2017.pdf: 90829743 bytes, checksum: 03eef7ebec5e626e2c74eddd8bf63508 (MD5) Previous issue date: 2017-10-01 / O conhecimento do relevo terrestre sempre foi de grande importância para a humanidade, e o modo de sua representação é objeto de constante e múltiplos estudos. Objetivo desse trabalho foi a utilização de métodos geodésicos para eleboração de um modelo digital de elevação integrado com dados hidrológicos para monitoramento das áreas afetadas pelas inundações do Rio Uruguai na cidade de Itaqui, Rio Grande do Sul, que periodicamente sofrem perdas e grandes gastos devido as recorrentes inundações. Para tanto neste trabalho é aplicado uma metodologia baseada na associação de dados provenientes de diferentes fontes (dados de levantamento geodésico, altimétrico, série histórica de dados hidrológicos), e que juntos retornam um produto final preciso e confiável. Para início do trabalho foi realizado a vinculação das cotas do rio ao sistema geodésico brasileiro através do nivelamento geométrico entre uma RN de referência e as réguas linimétricas do rio. Na segunda parte do trabalho foi aplicada técnicas de posicionamento geodésico dentro da região de estudo e posterior processamento e análise dos dados obtidos. Nessa etapa também realizou-se a conversão de altitudes geométricas em ortométricas e sua correção com o uso de um modelo geoidal. A terceira etapa do trabalho consistiu na geração de modelos digitais com diferentes interpoladores em ambiente SIG e posteriormente foi realizada uma análise estatística para validação e classificação dos modelos por meio do Software GeoPec desenvolvido especificamente para avaliação de dados espaciais. E por último a validação do MDE resultante através da comparação com trabalhos já realizados e com uma aplicação direta em um evento ocorrido no ano de 2017. A aplicação dessa metodologia permitiu a obtenção de um modelo digital de elevação preciso e acurado classificado dentro das normativas da cartografia nacional. Tal resultado justifica que a aplicação da metodologia proposta pode ser empregada por toda área urbana do município de Itaqui retornar algum suporte aos gestores visto que a metodologia apresentou resultados satisfatórios, necessitando porém de alguns ajustes e complementos de forma a se tornar mais eficiente. / The knowledge of earthly relief has always been of great importance to mankind, and the mode of its representation is the object of constant and multiple studies.The objective of this work was the use of geodetic methods for the elaboration of a digital elevation model integrated with hydrological data to monitor the areas affected by the Uruguay River floods in the city of Itaqui, Rio Grande do Sul, which periodically suffer losses and large expenses due to recurrent floods. For this purpose, a methodology based on the association of data from different sources (geodetic survey, altimetric data, historical series of hydrological data) is applied, and together they return an accurate and reliable final product. For the beginning of the work the linking of the river quotas to the Brazilian geodetic system was done through the geometric leveling between a reference RN and the linimetric rules of the river. In the second part of the work, geodetic positioning techniques were applied within the region of study and later processing and analysis of the data obtained. In this stage also the conversion of geometric altitudes in ortometric and its correction with the use of a geoidal model was realized. The third stage of the work consisted in the generation of digital models with different interpolators in GIS environment and later a statistical analysis was performed for the validation and classification of the models through the GeoPec Software developed specifically for the evaluation of spatial data. And finally, the validation of the resulting MDE through the comparison with works already carried out and with a direct application in an event occurred in the year 2017. The application of this methodology allowed to obtain a digital model of accurate and accurate elevation classified within the norms of the cartography. This result justifies that the application of the proposed methodology can be used by all urban areas of the municipality of Itaqui to return some support to the managers since the methodology presented satisfactory results, however, requiring some adjustments and complements in order to become more efficient.

Made available in DSpace on 2017-07-21T14:19:38Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Ronan Assumpcao.pdf: 1635695 bytes, checksum: 084afb104dd339cbac6751edc1408418 (MD5) Previous issue date: 2012-08-17 / Agriculture demands for various computing solutions, especially when refers to the Precision Agriculture (PA). Data Mining is one of the computing resources that can benefit the analysis of data from AP, which usually are georeferenced. However, there are limitations of algorithms and computational tools when it is need to group different characteristics also considering its geographical position. In this context, the aim of this work was to develop and implement algorithms that consider clustering and visualization of georeferenced attributes along with various attributes in the agricutural database. It was created a new computational tool for georeferenced agricultural data mining called Dager. The algorithms PAM, CLARA and CLARANS were implemented and, based on these two new algorithms, and GCLARA GCLARANS were developed and implemented in the tool. Besides the algorithms it was implemented a module for graphical visualization of clusters. For the experiments, a database obtained by Precision Farming and evaluation groups were employed statistical methods ANOVA and MANOVA. The result showed the mapping and visualization of regions within a field with similar characteristics, achieving the proposoal objectives. / A agricultura demanda de soluções computacionais diversas, especialmente quando refere-se ao segmento da Agricultura de Precisão (AP). A Mineração de Dados é um dos recursos computacionais que pode beneficiar a análise de dados de AP, os quais normalmente são georreferenciados. Porém, há limitação de algoritmos e ferramentas computacionais quando se tem necessidade de agrupar características diversas considerando também sua posição geográfica. Nesse contexto, o objetivo desta dissertação foi desenvolver e implementar algoritmos de agrupamentos e visualização que considerem atributos georreferenciados juntamente com atributos diversos em base de dados agrícolas. Para tanto, foi criada uma nova ferramenta computacional para mineração de dados agrícolas georreferenciados, denominada DAGER. Os algoritmos PAM, CLARA e CLARANS foram implementados e, com base nesses, dois novos algoritmos, GCLARA e GCLARANS foram desenvolvidos e implementados na ferramenta. Além dos algoritmos, foi implementado um módulo de visualização gráfica dos agrupamentos. Para a realização dos experimentos, foi utilizada uma base de dados agrícola obtida por processos de Agricultura de Precisão e para a avaliação dos grupos foram empregados os métodos estatísticos ANOVA e o MANOVA. O resultado apresenta o mapeamento e visualização de regiões dentro de uma lavoura com características semelhantes, atendendo aos objetivos propostos

A method of continuously monitoring weight would aid producers by ensuring all pigs are gaining weight and increasing the precision of marketing pigs thus saving money. Electronically monitoring weight without moving the pigs to the scale would eliminate a stress-generating source. Therefore, the development of methods for monitoring the physical conditions of animals from a distance appears as a necessity for obtaining data with higher quality. In pigs\' production, animals\' weighing is a practice that represents an important role in the control of the factors that affect the performance of the herd and it is an important factor on the production\'s monitoring. Therefore, this research aimed to extract weight data of pigs through depth images. First, a validation of 5 Kinect &reg; depth sensors was completed to understand the accuracy of the depth sensors. In addition, equations were generated to correct the dimensions\' data (length, area and volume) provided by these sensors for any distance between the sensor and the animals. Depth images and weights of finishing pigs (gilts and barrows) of three commercial lines (Landrace, Duroc and Yorkshire based) were acquired. Then, the images were analyzed with the MATLAB software (2016a). The pigs on the images were selected by depth differences and their volumes were calculated and then adjusted using the correction equation developed. Also, pigs\' dimensions were acquired for updating existing data. Curves of weight versus corrected volumes and corrected dimensions versus weight were adjusted. Equations for weight predictions through volume were adjusted for gilts and barrows and for each of the three commercial lines used. A reduced equation for all the data, without considering differences between sexes and genetic lines was also adjusted and compared with the individual equations using the Efroymson\'s algorithm. The result showed that there was no significant difference between the reduced equation and the individual equations for barrows and gilts (p<0.05), and the global equation was also no different than individual equations for each of the three sire lines (p<0.05). The global equation can predict weights from a depth sensor with an R2 of 0,9905. Therefore, the results of this study show that the depth sensor would be a reasonable approach to continuously monitor weights. / Um método de monitoramento contínuo da massa corporal de suínos auxiliaria os produtores, assegurando que todos os animais estão ganhando massa e aumentando a sua precisão de comercialização, reduzindo-se perdas. Obter eletronicamente a massa corporal sem mover os animais para a balança eliminaria uma fonte geradora de estresse. Portanto, o desenvolvimento de métodos para monitorar as condições físicas dos animais à distância se mostra necessário para a obtenção de dados com maior qualidade. Na produção de suínos, a pesagem dos animais é uma prática que representa um papel importante no controle dos fatores que afetam o desempenho do rebanho e o monitoramento da produção. Portanto, esta pesquisa teve como objetivo extrair, automaticamente, dados de massa de suínos por meio de imagens em profundidade. Foi feita, primeiramente, uma validação de 5 sensores de profundidade Kinect &reg; para compreender seu comportamento. Além disso, foram geradas equações para corrigir os dados de dimensões (comprimento, área e volume) fornecidos por estes sensores para qualquer distância entre o sensor e os animais. Foram obtidas imagens de profundidade e massas corporais de suínos e crescimento e terminação (fêmeas e machos castrados) de três linhagens comerciais (Landrace, Duroc e Yorkshire). Em seguida, as imagens foram analisadas com o software MATLAB (2016a). Os animais nas imagens foram selecionados por diferenças de profundidade e seus volumes foram calculados e depois ajustados utilizando a equação de correção desenvolvida. Foram coletadas, ainda, dimensões dos animais para atualização de dados existentes. Curvas de massa versus volumes corrigidos e de dimensões corrigidas versus massa, foram ajustadas. Equações para predição de massa a partir do volume foram ajustadas para os dois sexos e para as três linhagens comerciais. Uma equação reduzida, sem considerar as diferenças entre sexos e linhagens, também foi ajustada e comparada com as equações individuais utilizando o algoritmo de Efroymson. O resultado mostrou que não houve diferença significativa entre a equação reduzida e as equações individuais tanto para sexo (p <0,05), quanto para linhagens (p <0,05). A equação global pode predizer massas a partir do volume obtido com o sensor, com um R2 de 0,9905. Portanto, os resultados deste estudo mostram que o sensor de profundidade é uma abordagem razoável para monitorar as massas dos animais.

A mensuração do peso corporal de frangos de corte é uma das métricas mais importantes e simultaneamente mais trabalhosas a ser acompanhada ao longo do desenvolvimento de um lote. Essa pesquisa foi conduzida com o objetivo de avaliar comparativamente dois sistemas de pesagem de frangos de corte: o sistema de pesagem automática com o uso de plataforma suspensa e o sistema de pesagem manual. O sucesso da utilização da tecnologia de pesagem automática está relacionado às características da balança adotada e também ao comportamento das aves frente à plataforma de pesagem, uma vez que estas precisam utilizar o equipamento voluntariamente. A parte experimental desse estudo foi dividida em dois capítulos. No primeiro, avaliou-se em condições controladas os fatores intrínsecos aos animais que influenciam no comportamento de subir voluntariamente na plataforma de pesagem. Esses fatores foram: idade, sexo e características de cada indivíduo. No segundo capítulo, o peso de seis lotes comerciais de frangos de corte foi mensurado semanalmente por meio da pesagem manual e automática e seus resultados comparados. Os resultados evidenciaram que idade e sexo influenciam nos comportamentos relacionados a utilização da plataforma de pesagem, mas não foi possível identificar a relação desses comportamentos com características individuais. Assim, pode-se assumir que todas as aves utilizam o sistema de pesagem automática de forma igualitária. No entanto verificou-se que um fator de correção é indispensável para que se obtenha uma estimativa adequada do peso do lote. No experimento em condições controladas a correção de 5% recomendada pelo fabricante, foi suficiente para garantir que não houvesse diferenças significativas entre as formas de pesagem. Entretanto, em condições comerciais mesmo uma correção de 7% não foi suficiente para garantir que não houvesse diferenças significativas entre as formas de pesagem, sugerindo-se correções diferenciadas a cada semana. Foram encontradas diferenças de peso entre as regiões dos galpões para a pesagem automática, o que demonstra que é necessária a utilização de uma balança automática por divisão. Para as pesagens manuais, as diferenças foram encontradas somente na ultima semana de criação, sugerindo que ao longo do ciclo, as pesagens podem ser realizadas em um único quadrante representando o galpão. / Measurement of body weights of broilers is one of the most important and at the same time difficult metrics to obtain during the production cycle. The objective of this research was to evaluate comparatively two broiler weighing systems: manual and automatic through the use of a suspended platform. Success in using this technology is related to characteristics of the selected scale as well as the behavior of the birds, once they must use the weighing platform voluntarily. The experimental part of this study was divided into two chapters: first, under controlled environmental conditions, intrinsic factors that influenced the birds\' behavior toward a weighing platform were evaluated. These factors included age, sex and the individual behavior of each bird. Secondly, the weights of six commercial broiler flocks were compared by manual and automatic weighing systems. Results showed that age and sex influenced the behavior of the broilers toward the weighing platform. Individual characteristics of the birds did not influence their behavior. Consequently we can assume that all birds use the weighing system equally. However, it was verified that the use of a correction factor is essential in order to obtain a correct estimate of the average weight of the flock. In the controlled environment experiment the 5% correction curve recommended by the manufacturer was enough to guarantee that there weren\'t significant differences among the two weighing forms. However, in commercial conditions even a correction of 7% was not able to ensure that weights obtained by manual and automatic weighing were equal statistically. This suggests there should be a different correction factor for each week. Weight differences among sections inside the barns were found in the automatic weighing, which demonstrates that it is necessary to have one scale per barn section. On manual weighing, differences among sections inside the barn were found only in the last week of the production period, suggesting that during the growth of a flock sampling weights in only one of the sections would be enough to represent the whole flock.

A fabricação de ultraprecisão - com suas dimensões atingindo níveis submicrométricos - tem-se mostrado um campo de trabalho que exige combinação do que há de mais avançado nas áreas de materiais, metrologia e controle. Para alcançar tais níveis de precisão, é necessário que se garanta excelente desempenho de cada um dos componentes e/ou subsistemas das máquinas. Sendo o par tribológico mancal - eixo-árvore elemento vital para o desempenho de uma máquina ferramenta, e baseado em estudos recentes que mostram que mancais convencionais de rolamento estão rapidamente atingindo seu limite, o estudo dos mancais pressurizados externamente se impõe. Com a crescente demanda por rigidez e precisão de giro, tais mancais tem-se tornado solução convencional ao contrário de condição especial. Os mancais aerostáticos, em particular, apresentam alta precisão de giro, baixa geração de calor, ausência de desgaste, alto amortecimento e limpeza. Essas características os tornam bastante atrativos em ambientes de fabricação de ultraprecisão, especialmente na indústria óptica e eletrônica, como por exemplo, na fabricação de semicondutores. O presente trabalho objetiva a comparação entre os comportamentos de dois mancais aerostáticos, com restritor do tipo orifício e com material cerâmico poroso, em relação as capacidades de carga e rigidez. Os resultados indicam a superioridade do mancal com restritor poroso quanto a capacidade de carga e também em relação à rigidez. / Ultra-precision machining - whose dimensions can reach sub-micrometric levels - has been shown to be an area of work requiring a combination of the best of materials, metrology and control. To achieve such accuracy levels, it is necessary to guarantee excellent performance of every component and/or machine subsystems. Being the tribological associated pair bearing/spindle a vital element for the performance of a machine tool, and based on recent researches that show that rolling bearings are reaching their limit very quickly, there has been an increasing demand for aerostatic bearings. These present good characteristics of stiffness, radial and axial accuracy, low heating generation, wear resistance and cleanliness. These features make them quite attractive in ultra-precision manufacturing environments, specially in the optics and electronics industries, such as in the manufacturing of semiconductors. The present work compares the stiffness and load carrying capacity of orifice restrictor and porous ceramic aerostatic bearings. The results show the superiority of porous aerostatic bearings as to loading capacity as well stiffness.

O manejo florestal madeireiro é uma atividade que promove a manutenção da cobertura florestal em áreas de floresta primária no Brasil. Atualmente, as técnicas de manejo estão sendo aperfeiçoadas pelo desenvolvimento de novas tecnologias da área de geoprocessamento, como o Sistema Global de Posicionamento por Satélite (GNSS), Lidar (Ligth detection and ranging) aerotransportado (ALS) e Aeronaves Remotamente Pilotadas (ARPs). O objetivo geral deste trabalho é apresentar os princípios do manejo florestal de precisão aplicados para a região amazônica e avaliar a capacidade dos dados do Lidar na redução da intensidade amostral no inventário florestal. Para tal, foi utilizada uma área demonstrativa de manejo florestal de precisão localizada no campo experimental da Embrapa, no município de Rio Branco, Acre. O estudo foi desenvolvido em uma área contínua de 800 hectares, com presença de floresta primária do tipo umbrófila, aberta, com presença de palmeiras, bambu e manchas de floresta alta. Foram realizadas duas coletas de dados nesta área: o censo florestal das árvores com DAP >= 40 cm, com o qual calculou-se a área seccional de cada árvore; e o voo Lidar feito a uma altitude de 600 metros, com footprint de 30 cm e densidade de 14 pts.m2. A partir dos dados Lidar foram extraídas os modelos digitais de superfície (MDS), do terreno (MDT) e altura (MAD), e as métricas Altmd (altura média do dossel), rugosidade (desvio padrão da altura média do dossel), Altdossel (abertura do dossel a 15 metros), LAI (índice de área foliar) e LAIsub (LAI do sub-bosque - faixa entre 5 a 12 metros de altura). No capítulo 01, os dados foram analisados de forma a demonstrar a aplicação do Lidar no aperfeiçoamento das atividades técnicas do manejo florestal na amazônia, sendo elas: (i) macroplanejamento da Área de Manejo Florestal (AMF); (ii) microplanejamento do terreno e hidrografia da Unidade de Produção Anual (UPA); (iii) censo e amostragem florestal; (iv) planejamento da infraestrutura de exploração; e (v) monitoramento. Na análise dos dados do capítulo 02, foram feitas: (i) estimativa dos atributos estruturais derivados do inventário de campo e da nuvem de retornos Lidar para três tamanhos de célula; (ii) correlação de Pearson entre os atributos do campo e do dossel derivados do Lidar; (iii) análise de agrupamento para formação dos estratos pelo método de Ward; (iv) validação (ANOVA) e caracterização dos estratos (PCA); e (v) estimativa de redução da intensidade amostral por meio de uma simulação computacional. Como resultado, os mapas gerados mostram a acurácia e qualidade dos dados do Lidar para o mapeamento de unidades de produção anual dentro da área de manejo florestal, microzoneamento da topografia, modelagem da rede de drenagem, identificação de áreas de relevo acidentado, delimitação da APP e planejamento da infraestrutura de exploração respeitando as condições ambientais e potecial madeireiro da área de estudo. A altura média do dossel da floresta (Altmd), obtida com o Lidar, apresentou a maior correlação (r = 0,74) com a área basal e foi utilizada para estratificar a vegetação em quatro padrões de floresta, com diferença significativa entre eles para a variável de campo. A estratificação com a Altmd distinguiu bem a floresta quanto ao seu gradiente de variação estrutural e perfil de densidade da vegetação. A simulação do inventário estratificado versus o inventário inteiramente casualizado evidenciou a capacidade da variável Lidar Altmd em reduzir o número de parcelas em até 41% quando utilizado 4 estratos para uma mesma incerteza relativa de 10%. O uso de uma única métrica de dossel, derivada do Lidar, foi capaz de estratificar uma área de floresta tropical primária, além de gerar informações adicionais, como o índice de área foliar do sub-bosque e o modelo do terreno que podem auxiliar na tomada de decisão para o manejo, conservação e monitoramento de florestas tropicais. / Timber forest management is an activity that promotes the maintenance of forest cover in primary forest areas in Brazil. Currently, management techniques are being improved by the development of new geoprocessing technologies such as the Global Positioning Satellite System (GNSS), Airborne Lidar Scanning (ALS) and Remotely Piloted Aircraft (ARPs). The general objective of this work is to present the principles of precision forest management applied to the Amazon region and evaluate the reduction of sampling intensity in the forest inventory from vegetation stratification using Lidar variables. For this, was used a demonstration area of precision forest management located in the experimental field of Embrapa, in Rio Branco, Acre. The study was located in a continuous area of 800 hectares, in open ombrphylous forest with presence of palms, bamboo and dense forest portions. Two data collections were carried out in this area: the census inventory of trees with DBH >= 40 cm, which the sectional area of each tree was calculated; and the Lidar flight made at an altitude of 600 meters, with footprint of 30 cm and density of 14 pts.m2. From the Lidar data were processed the digital surface models (DSM), terrain (DTM) and height (CHM), CHmean (average canopy height), roughness (standard deviation of the canopy), CHopenness (canopy openness of 15 meters), LAI (leaf area index) and LAIunder (LAI between 5 to 12 meters of height). In chapter 01, the data were analyzed in order to demonstrate the application of Lidar to improve the technical activities of the forest management in the Amazon, being: (i) macroplanning of the forest management area (AMF); (ii) micro-planning of the land and hydrography of the annual production unit (UPA); (iii) forest census and sampling; (iv) exploration infrastructure planning; and (v) monitoring. The analysis performed on the data of chapter 02 were: (i) estimation of the structural attributes derived from the field inventory and of the return cloud Lidar for three cell sizes; (ii) Pearson correlation between the field and canopy attributes derived from the Lidar; (iii) cluster analysis for classify strata by the Ward method; (iv) validation (ANOVA) and characterization of stratas (PCA); and (v) reduction of sample estimation intensity by a computer simulation. As result, the generated maps show the accuracy and quality of the Lidar data for mapping of annual production units within the area of forest management, microzoning of the topography, drainage network modeling, identification of rugged relief areas, APP boundary and planning the exploration infrastructure respecting the environmental conditions and timber potential of the study area. The average height of the forest canopy (CHmean), obtained with the Lidar, presented the highest correlation (r = 0.74) with the basal area and was used to stratify the vegetation in four forest patterns, with significant difference between them for the field variable. The stratification with CHmean distinguished the forest well for its structural variation gradient and vegetation density profile. The simulation of the stratified inventory versus the completely randomized inventory evidenced the ability of the Lidar Altmd variable to reduce the number of plots by up to 41% when using 4 strata for the same relative uncertainty of 10%. The use of a single canopy metric derived from Lidar was able to stratify an area of primary rainforest, in addition to generating additional information such as understory leaf area index and the terrain model that can assist in decision making for management, conservation and monitoring of tropical forests.

De maneira geral, a necessidade de aumentar o desempenho e diminuir o tamanho dos sistemas mecatrônicos tem levado a indústria moderna a idealizar e desenvolver sistemas de posicionamento com boas características de aceleração e precisão de posicionamento. Por outro lado, a crescente demanda de componentes com melhores características metrológicas e de acabamento, tais corno lentes para raio X e infra vermelho, tem exigido o desenvolvimento de variados tipos de sistemas de microposicionamento capazes de movimentar elementos de máquinas em distâncias muito pequenas com alto grau de exatidão, dentre os quais podem-se destacar os acionados por meio de atuadores piezoelétricos. Este trabalho propõe a utilização de um novo tipo de atuador baseado na propriedade de estricção eletromagnética de certas ligas metálicas (atuadores magnetoestritivos) associado a um sistema de controle digital que utiliza um algoritmo de controle baseado em lógica difusa e redes neurais artificiais para o controle de microposicionamento. Metodologias e princípios de projeto para engenharia de precisão são abordados de forma a auxiliar no desenvolvimento de dois protótipos de posicionadores para uso em usinagem de ultraprecisão. Resultados obtidos em testes experimentais apontam para urna melhoria no comportamento dinâmico dos microposicionadores acionados por atuadores magnetoestritivos. Isto permite sua utilização como alternativa válida no posicionamento submicrométrico. / In general, actual requirements such as high performance and small sizes of mechatronic systems, has led modern industry to design positioning systems with good characteristics of acceleration and positioning accuracy. The increasing demand of components with better metrological and finish characteristics, as X-ray and infra-red lens, has allowed the development of a number of types of micropositioning systems that are able to move machine elements to very small distances with high levels of accuracy. In this work it is proposed the use of a new type of actuator that applies the properties of electromagnetic strain of certain metallic alloys (magnetostrictive actuators). lt is also proposed the application of a digital control system that uses a control algorithm which is based on fuzzy logic and artificial neural networks for the micropositioning control. Design principles and methodologies related to precision engineering are discussed with the purpose of aiding the development of two prototypes of positioners for ultraprecision rnachining, experimental results show that micropositioner driven by magnetostrictive actuators have better dynamics behaviours. This allows the use of such actuators as an valid alternative for positioning in submicrometer range.