En la presente tesis se realizó la integración de un sistema UAV con control autónomo en un equipo aéreo existente para agricultura de precisión, la cual forma parte del proyecto que viene realizando la Pontificia Universidad Católica del Perú y el Centro Internacional de la Papa “Agricultura de Precisión para la Producción de Cultivos de Seguridad Alimentaria y de Agro Exportación”. En primer lugar se presenta la aplicación del aeromodelismo en la agricultura de precisión, cuya función es la toma georeferenciada de imágenes para su posterior procesamiento. El proyecto antes indicado emplea control por radiofrecuencia que presenta algunos inconvenientes. Por lo que se hace necesaria la implementación de un sistema UAV con control autónomo. En el segundo capítulo, se presentan los conceptos generales así como la teoría aplicable a los vehículos aéreos no tripulados UAV con control autónomo como herramienta tecnológica orientada a la agricultura de precisión. En este contexto se realizó un estudio de los diferentes sistemas comerciales para la selección del más adecuado para el proyecto, concluyendo que el sistema ArduPilot Mega cumple con los objetivos trazados en ésta tesis. En el tercer capítulo, se abordan los temas de planteamiento y estudio de la implementación del sistema ArduPilot Mega, especificando y definiendo los requerimientos del sistema, sus características, así como la implementación del mismo incluyendo el montaje del hardware, la adecuación del software al sistema y la programación de los planes de vuelo. Finalmente, se desarrollan las pruebas y resultados del sistema integrado, obteniéndose que el sistema UAV con control autónomo: ArduPilot Mega cumple con las necesidades del proyecto, consecuentemente se constituye en una alternativa para el control de los aeromodelos aplicados en la agricultura de precisión, resolviendo los inconvenientes del control por radiofrecuencia.

Durante los últimos años nos hemos visto afectados por las consecuencias producidas por el cambio climático, el efecto invernadero y la contaminación ambiental, esto afectando no solo a la vida que se encuentra en la superficie de la tierra, sino que también afecta directamente a la salud de los océanos, generando variación en la temperatura, incremento en la acidificación, variación en la salinidad, lo que causa la perdida de los ecosistemas que en ellos habitan. Uno de los ejemplos más resaltantes y preocupantes debido a la variación de los parámetros normales del océano es la disminución de los arrecifes de coral vivo, los cuales albergan a innumerables ecosistemas costeros y que son uno de los más productivos del planeta, que ha tenido una reducción alrededor del 50% en los últimos 150 años, producido por el aumento de temperatura y la acidificación del océano. Estos cambios han hecho que se registren parámetros preocupantes, respecto a la vida marina que ellos albergan. El deseo de querer contribuir con un pequeño grano de arena por tratar de revertir el daño causado por los estragos del cambio climático y la contaminación durante tantos años es una de las motivaciones que ha llevado a generar este proyecto de investigación. Es por ello por lo que se propone desarrollar un controlador avanzado para que ejecute tareas de exploración, búsqueda, monitoreo, y operaciones de inteligencia al recorrer trayectorias específicas. Sin embargo, debido a la complejidad del vehículo submarino autónomo (AUV), considerando su dinámica no lineal y sus altas perturbaciones, es difícil diseñar un controlador no lineal con buen rendimiento. El controlador fuzzy adaptativo por modelo de referencia (MRAFC) es el controlador propuesto que deberá ser robusto para navegar en una trayectoria definida y robusto para posibles perturbaciones del medio en el cual estará expuesto como el oleaje y corrientes marinas. Una primera aproximación de este trabajo se presenta en el artículo IEEE “Model Reference Adaptive Fuzzy Controller of a 6DOF Autonomous Underwater Vehicle”, donde se presentan resultados parciales de este trabajo de investigación. Además, se viene trabajando un nuevo artículo presentando los nuevos resultados obtenidos. Los resultados exitosos de este trabajo de investigación han sido presentados a evaluación mediante un articulo científico en una revista científica IEEE bajo el nombre: “Non Lineal trajectory tracking of a 6DOF AUV using an MRACF controller”.

En el presente trabajo de investigación se desarrollan las bases teóricas para la obtención de un diseño conceptual óptimo el cual consiste en un sistema modular de lanzamiento y recuperación con gestión de correa para vehículos operados remotamente (ROV) y jaula flotante. El principal objetivo de este trabajo es el diseño del sistema indicado, el cual facilita el despliegue de un ROV para la obtención de información marina mediante sistemas robóticos sumergibles los cuales serán desplegados a la superficie del mar, se les brindara suministro de cable de alimentación y comunicación según se requiera y posteriormente serán extraídos hasta la embarcación. Los objetivos secundarios están basados en la metodología VDI 2221 y se centraron en: Investigar las tecnologías actuales referentes a sistemas de lanzamiento y recuperación (LARS), sistemas de gestión de correa (TMS) y jaula desplegables. Reconocer y establecer los requerimientos necesarios para el diseño conceptual del sistema. Diseñar el diagrama de estructura de funciones general por módulos o subsistemas según los dominios participantes identificados. Y la realización del diseño conceptual del sistema, el cual comprende al subsistema de lanzamiento y recuperación, el subsistema de winche con gestión de correa, subsistema de jaula flotante, subsistema de comunicación e interfaz de control y el subsistema de suministro de energía. Finalmente, se concluye con la realización de estos objetivos específicos en base a la documentación realizada y se tiene como resultado final el diseño de un concepto de solución óptimo de un sistema de lanzamiento y recuperación tipo grúa pluma con su sistema de gestión de correa con modo manual o automático y una jaula flotante.

Remote sensing is widely used to monitor earth surfaces with the main objective of extracting information from it. Such is the case of water surface, which is one of the most affected extensions when flood events occur, and its monitoring helps in the analysis of detecting such affected areas, considering that adequately defining water surfaces is one of the biggest problems that Peruvian authorities are concerned with. In this regard, semi automatic mapping methods improve this monitoring, but this process remains a time-consuming task and into the subjectivity of the experts. In this work, we present a new approach for segmenting water surfaces from satellite images based on the application of convolutional neural networks. First, we explore the application of a U-Net model and then a transfer knowledge-based model. Our results show that both approaches are comparable when trained using an 680-labelled satellite image dataset; however, as the number of training samples is reduced, the performance of the transfer knowledge-based model, which combines high and very high image resolution characteristics, is improved / Trabajo de investigación

The aim of this master thesis is to design a control system based on model predictive control (MPC) with sensor data fusion for obstacle avoidance. Since the amount of obtained data is larger due to multiple sensors, the required sampling time has to be larger enough in comparison with the calculation time of the optimal problem. Then it is proposed a simplification of the mobile robot model in order to reduce this optimization time. The sensor data fusion technique uses the range information of a laser scanner and the data of a mono-camera acquired from image processing techniques. In image processing different detection algorithms are proposed such as shape and color detection. Therefore an estimation of the obstacles dimension and distance is explained obtaining accurate results. Finally a data fusion for obstacle determination is developed in order to use this information in the optimization control problem as a path constraint. The obtained results show the mobile robot behavior in trajectories tracking and obstacle avoidance problems by comparing two different sampling times. It is concluded that the mobile robot reaches the final desired position while avoiding the detected obstacles along the trajectory. / Ziel dieser Masterarbeit ist, einen Steuerungsentwurf auf Basis der modellprädiktiven Regelung (MPC) mit Sensordatenfusion und zur Hindernisvermeidung. Da die Menge der erhaltenen Daten aufgrund mehrerer Sensoren größer ist, muss die erforderliche Abtastzeit im Vergleich zur Rechenzeit des optimalen Problems größer sein. In der Arbeit wird eine Vereinfachung des mobilen Robotermodells vorgeschlagen, um diese Optimierungszeit zu reduzieren. Die Sensordaten-Fusionstechnik verwendet die Bereichsinformation eines Laserscanners und die Daten einer Monokamera, die durch Bildverarbeitungstechniken gewonnen werden. Bei der Bildverarbeitung werden verschiedene Erfassungsalgorithmen vorgeschlagen, wie z. B. Muster- und Farbdetektion. Eine Schätzung der Hindernisdimension und -distanz wird erklärt, um genaue Ergebnisse zu erzielen. Schließlich wird eine Datenfusion zur Hindernisbestimmung entwickelt, um diese Information im Optimalsteuerungsproblem als Pfadbeschränkung zu nutzen. Die erzielten Ergebnisse zeigen das Verhalten des mobilen Roboters bei Trajektorienverfolgungsund Hindernisvermeidungsproblemen, indem zwei verschiedene Abtastzeiten verglichen werden. Es wird gefolgert, dass der mobile Roboter die endgültige gewünschte Position erreicht, während die erkannten Hindernisse entlang der Trajektorie vermieden werden. / Tesis

A poluição por poluentes orgânicos persistentes (POPs) é um tema de considerável importância com relação à conservação de aves marinhas e de seus habitats. A Reserva Biológica do Atol das Rocas (AR) e o Arquipélago de Trindade e Martin Vaz (AT) abrigam grandes populações de aves marinhas no Brasil. As ilhas oceânicas brasileiras podem ser consideradas áreas remotas e preservadas, devido a sua distância do continente. Entretanto, essas regiões também estão sujeitas à influência desses agentes antrópicos oriundos das regiões costeiras. No presente estudo amostras de fígado de seis espécies de aves marinhas do AR e do AT foram analisadas para presença de POPs (PCBs, pesticidas organoclorados e PBDEs) e para isótopos estáveis (13C e 15N). PCBs (3,37 a 189), DDTs (0,5 a 23,1), HCB (0,31 a 12,3) e HCHs (<0,31 a 7,60) foram os compostos predominantes (valores em ng g-1 em massa úmida). A análise de isótopos estáveis contribuiu para esclarecer a relação dos valores de concentração de POPs com os hábitos de forrageio, dieta, distribuição espacial e estágio de vida dos indivíduos em estudo. Correlações significativas entre &#948;15N e os poluentes sugere, em certo grau, uma considerável variação no perfil qualitativo dos PCBs associada ao nível trófico e ao efeito de transporte atmosférico como fonte de introdução desses contaminantes a esses organismos. Os dados de POPs e isótopos mostraram que aves que ocupam posições tróficas maiores tendiam a apresentar também maiores concentrações de contaminantes, assim como perfis qualitativos com predominância de contaminantes mais bioacumulativos. / Pollution persistent organic pollutants (POPs) is an issue of considerable importance with regard to the conservation of seabirds and their habitats. The Rocas Atoll Reserve (AR) and the Trindade e Martin Vaz Archipelago (AT) houses a large population of seabirds in Brazil. Brazilian oceanic islands could be considered as remote and preserved zones, due to its distance from the coast. However, this regions are subjected to the influence of these anthropogenic agents that arising from continental zones. In the present study, liver samples were collected from six seabird species from AR and AT and analysed for the presence of persistent organic pollutants (POPs: PCBs, organochlorine pesticides and PBDEs) and stable isotopes (13C and 15N). PCBs (3.37 to 189), DDTs (0.5 to 23.1), HCB (0.31 to 12.3) and HCHs (<0.31 to 7.60) were the predominant compounds (mean values in ng g-1 wet weight).The stable isotope analysis revealed the relationship of POP levels with foraging, diet, special distribution and living habits of the studied species. Significant correlations found between &#948;15N and POPs suggests, to some extent, that such considerable variation in qualitative PCB levels associated with the trophic level and to the long-range atmospheric transport. POPs level and stable isotope data showed that seabirds that occupy higher trophic positions trend to show the highest POPs levels, as well as, showed the predominance of the most bioaccumulative contaminants on the respective qualitative profiles.

Submitted by Ricardo Cedraz Duque Moliterno (ricardo.moliterno@uefs.br) on 2018-01-29T22:11:40Z No. of bitstreams: 1 ALBERTO AMORIM FINAL - DISSERTA??O VERS?O FINAL.pdf: 8568799 bytes, checksum: 532838187e697dfca1fc76718559ba44 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-01-29T22:11:40Z (GMT). No. of bitstreams: 1 ALBERTO AMORIM FINAL - DISSERTA??O VERS?O FINAL.pdf: 8568799 bytes, checksum: 532838187e697dfca1fc76718559ba44 (MD5) Previous issue date: 2017-09-29 / The current work is about remote and robotic telescopes as a school activity. In its development, it is based in the consolidated experiences of the Telescopes at School, from Brazil, and MicroObservatory, from United States of America. In order to support the diffusion of remote observation technology in Brazilian education, it recommends the study of the Messier Catalog and the Moon. The research was attended by eleven high school students from the AstroEngenharia Project of the Teot?nio Vilela State School in Feira de Santana, a city of Bahia, Brazil. To this research the author used both qualitative and quantitative approach. As a reference for learning, the postulates of Leon Vygotsky, that emphasizing the role of the school in the formation of scientific concepts and the teacher?s performance in the zone of proximal development (ZPD). The products include tutorials, forms and spreadsheets, as well as activities with image in false color, the calculation of the diameter of the lunar craters and the creation of the images bank. / O presente trabalho aborda o uso de telesc?pios remotos e rob?ticos como atividade escolar. No seu desenvolvimento busca amparo nas experi?ncias consolidadas dos Telesc?pios na Escola no Brasil e do MicroObservatory nos Estados Unidos da Am?rica. Para subsidiar a difus?o da tecnologia de observa??o remota, na educa??o brasileira, recomenda o estudo do Cat?logo Messier e da Lua. A investiga??o contou com a participa??o de onze estudantes do Ensino M?dio do projeto denominado AstroEngenharia do Col?gio Estadual Teot?nio Vilela. A pesquisa fez uso da abordagem qualitativa e quantitativa. Como referencial de aprendizagem foram utilizados os postulados de Leon Vygotsky por enfatizar o papel da escola na forma??o dos conceitos cient?ficos e na atua??o do professor na Zona de Desenvolvimento Proximal (ZDP). Os produtos elaborados consistem em tutoriais, formul?rios e planilhas, assim como em atividades com imagens em falsa cor, o c?lculo do di?metro das crateras lunares e a cria??o do banco de imagens.

A poluição por poluentes orgânicos persistentes (POPs) é um tema de considerável importância com relação à conservação de aves marinhas e de seus habitats. A Reserva Biológica do Atol das Rocas (AR) e o Arquipélago de Trindade e Martin Vaz (AT) abrigam grandes populações de aves marinhas no Brasil. As ilhas oceânicas brasileiras podem ser consideradas áreas remotas e preservadas, devido a sua distância do continente. Entretanto, essas regiões também estão sujeitas à influência desses agentes antrópicos oriundos das regiões costeiras. No presente estudo amostras de fígado de seis espécies de aves marinhas do AR e do AT foram analisadas para presença de POPs (PCBs, pesticidas organoclorados e PBDEs) e para isótopos estáveis (13C e 15N). PCBs (3,37 a 189), DDTs (0,5 a 23,1), HCB (0,31 a 12,3) e HCHs (<0,31 a 7,60) foram os compostos predominantes (valores em ng g-1 em massa úmida). A análise de isótopos estáveis contribuiu para esclarecer a relação dos valores de concentração de POPs com os hábitos de forrageio, dieta, distribuição espacial e estágio de vida dos indivíduos em estudo. Correlações significativas entre &#948;15N e os poluentes sugere, em certo grau, uma considerável variação no perfil qualitativo dos PCBs associada ao nível trófico e ao efeito de transporte atmosférico como fonte de introdução desses contaminantes a esses organismos. Os dados de POPs e isótopos mostraram que aves que ocupam posições tróficas maiores tendiam a apresentar também maiores concentrações de contaminantes, assim como perfis qualitativos com predominância de contaminantes mais bioacumulativos. / Pollution persistent organic pollutants (POPs) is an issue of considerable importance with regard to the conservation of seabirds and their habitats. The Rocas Atoll Reserve (AR) and the Trindade e Martin Vaz Archipelago (AT) houses a large population of seabirds in Brazil. Brazilian oceanic islands could be considered as remote and preserved zones, due to its distance from the coast. However, this regions are subjected to the influence of these anthropogenic agents that arising from continental zones. In the present study, liver samples were collected from six seabird species from AR and AT and analysed for the presence of persistent organic pollutants (POPs: PCBs, organochlorine pesticides and PBDEs) and stable isotopes (13C and 15N). PCBs (3.37 to 189), DDTs (0.5 to 23.1), HCB (0.31 to 12.3) and HCHs (<0.31 to 7.60) were the predominant compounds (mean values in ng g-1 wet weight).The stable isotope analysis revealed the relationship of POP levels with foraging, diet, special distribution and living habits of the studied species. Significant correlations found between &#948;15N and POPs suggests, to some extent, that such considerable variation in qualitative PCB levels associated with the trophic level and to the long-range atmospheric transport. POPs level and stable isotope data showed that seabirds that occupy higher trophic positions trend to show the highest POPs levels, as well as, showed the predominance of the most bioaccumulative contaminants on the respective qualitative profiles.

The balance of radiation at the surface is of great importance in studies related to the flow of heat in the atmosphere, particularly in agricultural crops in areas and basins. This work mapped the components of the radiation balance of the land surface and vegetation indices of the area with the river basin Pratagy in Alagoas, by means of remote sensing data in days of clear sky. In the estimation of the components of the balance of radiation were used data from TM-Landsat 5 and algorithm SEBAL - Surface Energy Balance Algorithm for Land is proposed by Bastiaanssen Land (1995). We analyzed the images of the day 06/11/1990, 09/21/1998 and 09/03/2003. The average value of the Normalized Difference Vegetation Index (NDVI) in 0.633 was 06/11/1990, 0.607 and 0.502 on 09/21/1998 to 09/03/2003, evidencing reduction of vegetation in the area in 1990 to study 1998 and also from 1998 to 2003. The gradual reduction of NDVI that occurred between the years studied, where the low values of 0 - 0.20 are found in more urbanized area, may have resulted from the urbanization process which intensified in these years. The classified image of the subtraction of NDVI between 1990 and 1998, however, demonstrated that in 59.5% of the area in study was little variation in the index. Once in the image of the subtraction of NDVI between 1998 the 2003 evidenced more that in almost 50% of the area in study was loss of vegetation and more spatially distributed in the central part of it. The instantaneous average value of the balance of radiation to the surface (Rn) increased from 1990 to 1998 and decreased between 1998 and 2003, with ranges of 129.6 W/m2 and 77.3 W/m2 respectively. In the classified image subtraction of Rn between 1990 and 1998 found that the increase was well distributed in 93.4% of the area. And the image of the subtraction of Rn between 1998 and 2003 showed that the decrease of Rn was also well distributed spatially in 82.5% of the area. The estimated average snapshot of the surface temperature (Ts) between 1990 and 1998 was an increase in the range of 3.3ºC, while from 1998 to 2003 occurred decrease of 2.7ºC. The gradual increase Ts between 1990 and 1998, where values above 26ºC are found in more urbanized regions of the area under study may have been due to the intensification of the process of urbanization. The analysis of critical areas in relation to the occurrence of loss of vegetation cover has proved that the NDVI is related with the indireta the surface albedo and the Ts, while the Rn with a direct relationship. The analysis of the critical areas of loss or gain of Rn showed that the albedo and Ts almost always act inversely with the Rn and the rates of vegetation directly. It was evident to appropriate employment potential of SEBAL in studies of changes in vegetation and land use in watersheds of scale, since the identification of changes in species can occur by studying the maps of net radiation and rates of vegetation. / O saldo de radiação à superfície é de grande importância em estudos relacionados com o fluxo de calor na atmosfera, particularmente em cultivos agrícolas e em áreas hidrográficas. Neste trabalho são mapeadas as componentes do balanço de radiação à superfície terrestre e índices de vegetação em área com a bacia do rio Pratagy, em Alagoas, por meio de dados de sensores remotos em dias de céu claro. Na estimativa das componentes do balanço de radiação foram utilizados dados do TM-Landsat 5 e o algoritmo SEBAL - Surface Energy Balance Algorithm for Land proposto por Bastiaanssen (1995). Foram analisadas as imagens dos dias 11/06/1990, 21/09/1998 e 03/09/2003. O valor médio do Índice de Vegetação da Diferença Normalizada (IVDN) foi de 0,633 em 11/06/1990, 0,607 em 21/09/1998 e 0,502 para 03/09/2003, evidenciando diminuição de vegetação na área em estudo de 1990 a 1998 e também de 1998 a 2003. A diminuição gradativa do IVDN que ocorreu entre os anos pesquisados, onde os valores baixos de 0 0,20 são encontrados mais na área urbanizada da área, pode ter resultado do processo de urbanização que se intensificou nestes anos. A imagem classificada da subtração do IVDN entre 1990 e 1998, no entanto, demonstrou que em 59,5% da área em estudo ocorreu pouca variação no índice. Já na imagem da subtração do IVDN entre 1998 a 2003 evidenciou que em quase 50% da área em estudo ocorreu perda de vegetação e distribuída espacialmente mais na parte central da mesma. O valor médio instantâneo do saldo de radiação à superfície (Rn) aumentou de 1990 à 1998 e decresceu entre 1998 e 2003, com amplitudes de 129,6W/m2 e de 77,3W/m2 respectivamente. Na imagem classificada da subtração do Rn entre 1990 e 1998 constatou-se que o aumento ocorreu bem distribuído em 93,4% da área estudada. E na imagem da subtração do Rn entre 1998 e 2003 evidenciou que a diminuição do Rn foi também bem distribuída espacialmente em 82,5% da área estudada. O valor estimado médio instantâneo da temperatura da superfície (Ts) entre 1990 e 1998 teve uma elevação na faixa de 3,3ºC, enquanto de 1998 a 2003 ocorreu diminuição de 2,7ºC. O aumento gradativo da Ts entre 1990 e 1998, onde os valores superiores a 26ºC são encontrados mais em regiões urbanizadas da área em estudo pode ter sido devido à intensificação do processo de urbanização. A análise das áreas críticas em relação à ocorrência de perda da cobertura vegetal comprovou que o IVDN tem relação indireta com o albedo da superfície e com a Ts, enquanto com o Rn uma relação direta. A análise das áreas críticas de perda ou ganho de Rn comprovou que o albedo e a Ts quase sempre atuam inversamente com o Rn e os índices de vegetação diretamente. Ficou evidenciada a apropriada potencialidade do emprego do SEBAL em estudos de alterações na vegetação e uso da terra em escala de bacias hidrográficas, uma vez que a identificação em mudanças das espécies pode ocorrer pelo estudo dos mapas de saldo de radiação e de índices de vegetação.

Made available in DSpace on 2015-06-17T12:06:55Z (GMT). No. of bitstreams: 2 343.pdf: 7043837 bytes, checksum: 4c92dff05566a6a9095bc4841d9ae507 (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2011 / Fundação Oswaldo Cruz. Centro de Pesquisas Aggeu Magalhães. Recife, PE, Brasil / Esta Tese apresenta uma proposta metodológica e os meios de sua operacionalização para os serviços de monitoramento e controle vetorial para a dengue e demonstra sua efetividade para experimentos conduzidos em duas cidades reais, em associação com os serviços de saúde do Recife e de Santa Cruz do Capibaribe, Pernambuco. Geotecnologias como GPS e Sistemas de Informação Geográfica, imagens de satélites e métodos de análise de dados espaciais associados à internet, promovem um arranjo técnico para apoiar a vigilância entomológica territorializada através da representação e qualificação dos territórios urbanos em apoio às estratégias de monitoramento e controle. Este arranjo técnico inserido na rotina do serviço de duas cidades reais mostrou seu efetivo potencial como um instrumento auxiliar importante para a luta contra a dengue. Mostrou também que é possível inserir novas tecnologias na rotina dos serviços sem grandes custos operacionais e com facilidade de absorção das novas técnicas e tecnologias pelos agentes de saúde e pelos gestores. Esta Tese reforça, com evidências empíricas baseadas nos pilotos realizados, que a proposta de modernização do monitoramento e controle vetorial para o Aedes aegypti como parte fundamental para a vigilância e controle da dengue é viável e flexível para se adaptar a cidades com diferentes tamanhos. Ao demonstrar a operacionalização da metodologia apresentada em duas cidades tamanhos de população muito diferentes e complexidades de seus arranjos institucionais para os serviços de saúde também diferenciados, a metodologia proposta e sua operacionalização apontam novas possibilidades para a vigilância vetorial com possibilidade de uso em escala nacional