Diseño, optimización y análisis de sistemas basados en técnicas láser, para el modelado geométrico, registro y documentación, aplicados a entidades de interés patrimonial.

El objetivo de la presente tesis doctoral es el desarrollo e implementación de un sistema para mejorar la metodología de extracción de la información geométrica necesaria asociada a los procesos de documentación de entidades de interés patrimonial, a partir de la información proporcionada por el empleo de sensores láser, tanto aéreos como terrestres. Para ello, inicialmente se realiza una presentación y justificación de los antecedentes y la problemática en el registro de información geométrica para el patrimonio, detallando todos aquellos sistemas de registro y análisis de la información geométrica utilizados en la actualidad. Este análisis permitirá realizar la comparación con los sistemas de registro basados en técnicas láser, aportando sugerencias de utilización para cada caso concreto. Posteriormente, se detallan los sistemas de registro basados en técnicas láser, comenzando por los sensores aerotransportados y concluyendo con el análisis pormenorizado de los sensores terrestres, tanto en su aplicación en modo estático como móvil. Se exponen las características técnicas y funcionamiento de cada uno de ellos, así como los ámbitos de aplicación y productos generados. Se analizan las fuentes de error que determinan la precisión que puede alcanzar el sistema. Tras la exposición de las características de los sistemas LiDAR, se detallan los procesos a realizar con los datos extraídos para poder generar la información necesaria para los diferentes tipos de objetos analizados. En esta exposición, se hace hincapié en los posibles riesgos que pueden ocurrir en algunas fases delicadas y se analizarán los diferentes algoritmos de filtrado y clasificación de los puntos, fundamentales en el procesamiento de la información LiDAR. Seguidamente, se propone una alternativa para optimizar los modelos de procesamiento existentes, basándose en el desarrollo de algoritmos nuevos y herramientas informáticas que mejoran el rendimiento en la gestión de la información LiDAR. En la implementación, se han tenido en cuenta características y necesidades particulares de la documentación de entidades de interés patrimonial, así como los diferentes ámbitos de utilización del LiDAR, tanto aéreo como terrestre. El resultado es un organigrama de las tareas a realizar desde la nube de puntos LiDAR hasta el cálculo de los modelos digitales del terreno y de superficies. Para llevar a cabo esta propuesta, se han desarrollado hasta 19 algoritmos diferentes que comprenden implementaciones para el modelado en 2.5D y 3D, visualización, edición, filtrado y clasificación de datos LiDAR, incorporación de información de sensores pasivos y cálculo de mapas derivados, tanto raster como vectoriales, como pueden ser mapas de curvas de nivel y ortofotos. Finalmente, para dar validez y consistencia a los desarrollos propuestos, se han realizado ensayos en diferentes escenarios posibles en un proceso de documentación del patrimonio y que abarcan desde proyectos con sensores aerotransportados, proyectos con sensores terrestres estáticos a media y corta distancia, así como un proyecto con un sensor terrestre móvil. Estos ensayos han permitido definir los diferentes parámetros necesarios para el adecuado funcionamiento de los algoritmos propuestos. Asimismo, se han realizado pruebas objetivas expuestas por la ISPRS para la evaluación y comparación del funcionamiento de algoritmos de clasificación LiDAR. Estas pruebas han permitido extraer datos de rendimiento y efectividad del algoritmo de clasificación presentado, permitiendo su comparación con otros algoritmos de prestigio existentes. Los resultados obtenidos han constatado el funcionamiento satisfactorio de la herramienta. Esta tesis está enmarcada dentro del proyecto Consolider-Ingenio 2010: “Programa de investigación en tecnologías para la valoración y conservación del patrimonio cultural” (ref. CSD2007-00058) realizado por el Consejo Superior de Investigaciones Científicas y la Universidad Politécnica de Madrid. ABSTRACT: The goal of this thesis is the design, development and implementation of a system to improve the extraction of useful geometric information in Heritage documentation processes. This system is based on information provided by laser sensors, both aerial and terrestrial. Firstly, a presentation of recording geometric information for Heritage processes is done. Then, a justification of the background and problems is done too. Here, current systems for recording and analyzing the geometric information are studied. This analysis will perform the comparison with the laser system techniques, providing suggestions of use for each specific case. Next, recording systems based on laser techniques are detailed. This study starts with airborne sensors and ends with terrestrial ones, both in static and mobile application. The technical characteristics and operation of each of them are described, as well as the areas of application and generated products. Error sources are also analyzed in order to know the precision this technology can achieve. Following the presentation of the LiDAR system characteristics, the processes to generate the required information for different types of scanned objects are described; the emphasis is on the potential risks that some steps can produce. Moreover different filtering and classification algorithms are analyzed, because of their main role in LiDAR processing. Then, an alternative to optimize existing processing models is proposed. It is based on the development of new algorithms and tools that improve the performance in LiDAR data management. In this implementation, characteristics and needs of the documentation of Heritage entities have been taken into account. Besides, different areas of use of LiDAR are considered, both air and terrestrial. The result is a flowchart of tasks from the LiDAR point cloud to the calculation of digital terrain models and digital surface models. Up to 19 different algorithms have been developed to implement this proposal. These algorithms include implementations for 2.5D and 3D modeling, viewing, editing, filtering and classification of LiDAR data, incorporating information from passive sensors and calculation of derived maps, both raster and vector, such as contour maps and orthophotos. Finally, in order to validate and give consistency to the proposed developments, tests in different cases have been executed. These tests have been selected to cover different possible scenarios in the Heritage documentation process. They include from projects with airborne sensors, static terrestrial sensors (medium and short distances) to mobile terrestrial sensor projects. These tests have helped to define the different parameters necessary for the appropriate functioning of the proposed algorithms. Furthermore, proposed tests from ISPRS have been tested. These tests have allowed evaluating the LiDAR classification algorithm performance and comparing it to others. Therefore, they have made feasible to obtain performance data and effectiveness of the developed classification algorithm. The results have confirmed the reliability of the tool. This investigation is framed within Consolider-Ingenio 2010 project titled “Programa de investigación en tecnologías para la valoración y conservación del patrimonio cultural” (ref. CSD2007-00058) by Consejo Superior de Investigaciones Científicas and Universidad Politécnica de Madrid.

Repertorios bibliográficos (XVII) Ensayo de una bibliográfia comentada de manuales de artes, ciencias, oficios, costumbres públicas y privadas de España (Siglos XVI al XIX)

Estudio del “Ensayo de una bibliografía comentada de manuales …” realizado por Vicente Castañeda y publicado en el año 1955 por la Real Academia de la Historia. El ensayo recoge las obras que coleccionaba el autor de libros de divulgación, tratados y manuales de todo tipo sobre conocimientos populares en materia científica, artística, costumbres, diversiones y oficios manuales que se publicaban en 8º principalmente.

Aplicación de la fotografía aérea por drone al estudio y documentación del arte rupestre: los grabados de la Laguna Tinaja (Lagunas de Ruidera, Albacete) desde un nuevo punto de vista.

La presente comunicación tiene por objetivo analizar las posibilidades que el uso de la fotogrametría nos ofrece en el estudio y documentación del arte rupestre, en concreto los grabados.

Catálogo de recursos de información geográfica para proyectos de cooperación al desarrollo en la UPM:Infraestructura de Datos Espaciales (IDE) "Comunidades Rurales del Milenio"

El objetivo del proyecto es diseñar e implantar en un servidor de la ETSITGC una Infraestructura de Datos Espaciales (IDE) que proporcione un espacio único de acceso a información Geoespacial asociada al Proyecto de Cooperación al Desarrollo “Comunidades Rurales del Milenio”, de tal forma que los diferentes investigadores puedan acceder públicamente, compartiendo recursos de información geográfica y técnica asociados al Programa. Esta IDE conforme a las especificaciones del OGC será creada exclusivamente mediante herramientas “open source”, con capacidad de ser actualizada y ampliada posteriormente sin necesidad de disponer de ningún software “propietario”. Asimismo, se incorpora una un amplio volumen de recursos de información de Nicaragua como avance del banco de datos asociado al Proyecto, metadatados según la norma actual ISO 19115 (Perfil NEM v1.1).

Linked Data at the Spanish National Library and the application of IFLA RDFS models

The Spanish National Library (Biblioteca Nacional de España1. BNE) and the Ontology Engineering Group2 of Universidad Politécnica de Madrid are working on the joint project ?Preliminary Study of Linked Data?, whose aim is to enrich the Web of Data with the BNE authority and bibliographic records. To this end, they are transforming the BNE information to RDF following the Linked Data principles3 proposed by Tim Berners Lee.

Análisis bibliométrico de las publicaciones científicas colombianas en la categoría Engineering, Multidisciplinary en la base de datos del Web of Science (1997-2009)

El trabajo ha caracterizado el área de Engineering, Multidisciplinary en Colombia, revisándose a nivel institucional a través de la base de datos Web of Science, los trabajos realizados por investigadores en universidades colombianas, y publicados en revistas internacionales con factor de impacto entre 1997 y 2009. En el contexto de América Latina se han publicado 2, 195 trabajos del tipo artículo o revisión en 83 revistas, y a nivel de Colombia se han encontrado 419 artículos publicados en 23 revistas. También se han analizado las Universidades mediante indicadores bibliométricos (Factor de Impacto Ponderado y Relativo y el número medio de citas por documento), encontrándose toda la producción científica localizada en 37 Universidades y destacando la Universidad Nacional de Colombia por el número de documentos, la Universidad Pontificia Bolivariana por la ratio citas frente a documentos, y la Universidad Pedagógica y Tecnológica de Colombia por el Factor de Impacto.

Análisis bibliométrico de las publicaciones científicas mexicanas en la categoría de Engineering, Chemical en la base de datos del Web of Science (1997-2008)

El proposito del trabajo ha sido caracterizar el área de Ingeniería Química en México. Para ello, se ha revisado a nivel institucional, a través de la base de datos Web of Science (WoS), los trabajos sobre Ingeniería Química realizados por investigadores en Instituciones mexicanas y publicados en revistas internacionales con factor de impacto entre 1997 y 2008. Se ha partido del contexto de América Latina, donde se han publicado 6,183 trabajos del tipo artículo o revisión en 119 revistas, y a nivel de México se han encontrado 1,302 artículos publicados en 87 revistas la mayoría en inglés (96.08%), pero también en español (3.69%) y en francés (0.23%). Por otro lado, se han analizado las Universidades y Centros de Investigación desde el punto de vista cuantitativo y cualitativo mediante diversos indicadores bibliométricos como el Factor de Impacto Ponderado, el Factor de Impacto Relativo y la relación entre el número de citas y el número de documentos, encontrándose que de entre las cinco instituciones más productivas destaca el Instituto Mexicano del Petróleo por el número de documentos y la Universidad Nacional Autónoma de México por la relación citas frente a documentos, y por el Factor de Impacto Ponderado.

Análisis bibliométrico de las publicaciones científicas uruguayas en la categoría Engineering, Chemical en la base de datos Web of Science (1997-2008)

El prop´osito del trabajo ha sido caracterizar el ´area de Ingenier´ıa Qu´ımica en M´exico. Para ello, se ha revisado a nivel institucional, a trav´es de la base de datos Web of Science (WoS), los trabajos sobre Ingenier´ıa Qu´ımica realizados por investigadores en Instituciones mexicanas y publicados en revistas internacionales con factor de impacto entre 1997 y 2008. Se ha partido del contexto de Am´erica Latina, donde se han publicado 6,183 trabajos del tipo art´ıculo o revisi´on en 119 revistas, y a nivel de M´exico se han encontrado 1,302 art´ıculos publicados en 87 revistas la mayor´ıa en ingl´es (96.08%), pero tambi´en en espa˜nol (3.69%) y en franc´es (0.23%). Por otro lado, se han analizado las Universidades y Centros de Investigaci´on desde el punto de vista cuantitativo y cualitativo mediante diversos indicadores bibliom´etricos como el Factor de Impacto Ponderado, el Factor de Impacto Relativo y la relaci´on entre el n´umero de citas y el n´umero de documentos, encontr´andose que de entre las cinco instituciones m´as productivas destaca el Instituto Mexicano del Petr´oleo por el n´umero de documentos y la Universidad Nacional Aut´onoma de M´exico por la relaci´on citas frente a documentos, y por el Factor de Impacto Ponderado

e-MIR2: a public online inventory of medical informatics resources

Background. Over the last years, the number of available informatics resources in medicine has grown exponentially. While specific inventories of such resources have already begun to be developed for Bioinformatics (BI), comparable inventories are as yet not available for Medical Informatics (MI) field, so that locating and accessing them currently remains a hard and time-consuming task. Description. We have created a repository of MI resources from the scientific literature, providing free access to its contents through a web-based service. Relevant information describing the resources is automatically extracted from manuscripts published in top-ranked MI journals. We used a pattern matching approach to detect the resources? names and their main features. Detected resources are classified according to three different criteria: functionality, resource type and domain. To facilitate these tasks, we have built three different taxonomies by following a novel approach based on folksonomies and social tagging. We adopted the terminology most frequently used by MI researchers in their publications to create the concepts and hierarchical relationships belonging to the taxonomies. The classification algorithm identifies the categories associated to resources and annotates them accordingly. The database is then populated with this data after manual curation and validation. Conclusions. We have created an online repository of MI resources to assist researchers in locating and accessing the most suitable resources to perform specific tasks. The database contained 282 resources at the time of writing. We are continuing to expand the number of available resources by taking into account further publications as well as suggestions from users and resource developers.

Identifying the semantics of eligibility criteria of clinical trials based on relevant medical ontologies

An important objective of the INTEGRATE project1 is to build tools that support the efficient execution of post-genomic multi-centric clinical trials in breast cancer, which includes the automatic assessment of the eligibility of patients for available trials. The population suited to be enrolled in a trial is described by a set of free-text eligibility criteria that are both syntactically and semantically complex. At the same time, the assessment of the eligibility of a patient for a trial requires the (machineprocessable) understanding of the semantics of the eligibility criteria in order to further evaluate if the patient data available for example in the hospital EHR satisfies these criteria. This paper presents an analysis of the semantics of the clinical trial eligibility criteria based on relevant medical ontologies in the clinical research domain: SNOMED-CT, LOINC, MedDRA. We detect subsets of these widely-adopted ontologies that characterize the semantics of the eligibility criteria of trials in various clinical domains and compare these sets. Next, we evaluate the occurrence frequency of the concepts in the concrete case of breast cancer (which is our first application domain) in order to provide meaningful priorities for the task of binding/mapping these ontology concepts to the actual patient data. We further assess the effort required to extend our approach to new domains in terms of additional semantic mappings that need to be developed.

Datos enlazados en la Biblioteca Nacional de España

Datos enlazados en la Biblioteca Nacional de España

Aplicación de tecnologías de la web semántica para la catalogación de contenidos musicales

El siguiente artículo describe el proceso de aplicación de tecnologías de la Web semántica para el enriquecimiento de una biblioteca de contenidos musicales, en el contexto del proyecto Semusici. El propósito del proyecto Semusici es investigar como las tecnologías de la Web semántica pueden ser aplicadas a bibliotecas digitales y como esto puede mejorar la búsqueda y la accesibilidad. Este proyecto parte de los resultados del proyecto de eContent Harmos, que definía una taxonomía musical para la catalogación de clases magistrales, y propone una metodología para la conversión de esta taxonomía en una ontología y la migración de los contenidos de Harmos.

Una aproximación a la integración en Open Data de los recursos INSPIRE de la IDEE.

Este trabajo, «Una aproximación a Ia integración en Open Data de los recursos Inspire de Ia IDEE », tiene por objetivo el construir un puente entre las Infraestructuras de Datos Espaciales (IDE) y el mundo de los «datos abiertos » aprovechando el marco legal de la Reutilización de la Información del Sector Público (RISP). Tras analizar qué es RISP y en particular los datos abiertos, y cómo se implementa en distintas Administraciones, se estudian los requisitos técnicos y legales necesarios para construir el «traductor» que permita canalizar la información IDE en el portal central de reutilización de información español datos.gob.es, dando una mayor visibilidad a los recursos INSPIRE. El trabajo se centra específicamente en dos puntos: en primer lugar en proporcionar y documentar la solución técnica que sirva en primera instancia para que el Instituto Geográfico Nacional aporte con más eficiencia sus recursos a datos.gob.es. En segundo lugar, a estudiar la aplicabilidad de esta misma solución al ámbito de la IDE de España (IDEE), señalando problemas detectados en el análisis de su contenido y sugiriendo recomendaciones para minimizar los problemas de su potencial reutilización. ABSTRACT: This work titled «Analysis of the integration of INSPIRE resources coming from Spanish Spatial Data Infrastructure within the National Public Sector Information portal», aims to build a bridge between the Spatial Data Infrastructures (SDI ) and the world of "Open Data" taking advantage of the legal framework on the Re-use of Public Sector Information (PSI) . After analyzing what PSI reuse and Open Data is and how it is implemented by different administrations, a study to extract the technical and legal requirements is done to build the "translator" that will allow adding SDI resources within the Spanish portal for the PSI reuse data .gob.es while giving greater visibility to INSPIRE. This document specifically focuses on two aspects: first to provide and document the technical solution that serves primarily for the National Geographic Institute to supply more efficiently its resources to datos.gob.es. Secondly, to study the applicability of the proposed solution to the whole Spanish SDI (IDEE), noting identified problems and suggesting recommendations to minimize problems of its potential reuse.

Structuring research methods and data with the research object model: genomics workflows as a case study

Background: One of the main challenges for biomedical research lies in the computer-assisted integrative study of large and increasingly complex combinations of data in order to understand molecular mechanisms. The preservation of the materials and methods of such computational experiments with clear annotations is essential for understanding an experiment, and this is increasingly recognized in the bioinformatics community. Our assumption is that offering means of digital, structured aggregation and annotation of the objects of an experiment will provide necessary meta-data for a scientist to understand and recreate the results of an experiment. To support this we explored a model for the semantic description of a workflow-centric Research Object (RO), where an RO is defined as a resource that aggregates other resources, e.g., datasets, software, spreadsheets, text, etc. We applied this model to a case study where we analysed human metabolite variation by workflows. Results: We present the application of the workflow-centric RO model for our bioinformatics case study. Three workflows were produced following recently defined Best Practices for workflow design. By modelling the experiment as an RO, we were able to automatically query the experiment and answer questions such as “which particular data was input to a particular workflow to test a particular hypothesis?”, and “which particular conclusions were drawn from a particular workflow?”. Conclusions: Applying a workflow-centric RO model to aggregate and annotate the resources used in a bioinformatics experiment, allowed us to retrieve the conclusions of the experiment in the context of the driving hypothesis, the executed workflows and their input data. The RO model is an extendable reference model that can be used by other systems as well.