Contributions to 3D Data Registration and Representation

Nowadays, new computers generation provides a high performance that enables to build computationally expensive computer vision applications applied to mobile robotics. Building a map of the environment is a common task of a robot and is an essential part to allow the robots to move through these environments. Traditionally, mobile robots used a combination of several sensors from different technologies. Lasers, sonars and contact sensors have been typically used in any mobile robotic architecture, however color cameras are an important sensor due to we want the robots to use the same information that humans to sense and move through the different environments. Color cameras are cheap and flexible but a lot of work need to be done to give robots enough visual understanding of the scenes. Computer vision algorithms are computational complex problems but nowadays robots have access to different and powerful architectures that can be used for mobile robotics purposes. The advent of low-cost RGB-D sensors like Microsoft Kinect which provide 3D colored point clouds at high frame rates made the computer vision even more relevant in the mobile robotics field. The combination of visual and 3D data allows the systems to use both computer vision and 3D processing and therefore to be aware of more details of the surrounding environment. The research described in this thesis was motivated by the need of scene mapping. Being aware of the surrounding environment is a key feature in many mobile robotics applications from simple robotic navigation to complex surveillance applications. In addition, the acquisition of a 3D model of the scenes is useful in many areas as video games scene modeling where well-known places are reconstructed and added to game systems or advertising where once you get the 3D model of one room the system can add furniture pieces using augmented reality techniques. In this thesis we perform an experimental study of the state-of-the-art registration methods to find which one fits better to our scene mapping purposes. Different methods are tested and analyzed on different scene distributions of visual and geometry appearance. In addition, this thesis proposes two methods for 3d data compression and representation of 3D maps. Our 3D representation proposal is based on the use of Growing Neural Gas (GNG) method. This Self-Organizing Maps (SOMs) has been successfully used for clustering, pattern recognition and topology representation of various kind of data. Until now, Self-Organizing Maps have been primarily computed offline and their application in 3D data has mainly focused on free noise models without considering time constraints. Self-organising neural models have the ability to provide a good representation of the input space. In particular, the Growing Neural Gas (GNG) is a suitable model because of its flexibility, rapid adaptation and excellent quality of representation. However, this type of learning is time consuming, specially for high-dimensional input data. Since real applications often work under time constraints, it is necessary to adapt the learning process in order to complete it in a predefined time. This thesis proposes a hardware implementation leveraging the computing power of modern GPUs which takes advantage of a new paradigm coined as General-Purpose Computing on Graphics Processing Units (GPGPU). Our proposed geometrical 3D compression method seeks to reduce the 3D information using plane detection as basic structure to compress the data. This is due to our target environments are man-made and therefore there are a lot of points that belong to a plane surface. Our proposed method is able to get good compression results in those man-made scenarios. The detected and compressed planes can be also used in other applications as surface reconstruction or plane-based registration algorithms. Finally, we have also demonstrated the goodness of the GPU technologies getting a high performance implementation of a CAD/CAM common technique called Virtual Digitizing.

Irrigation canals in a semi-arid agricultural landscape surrounded by wetlands: Their role as a habitat for birds during the breeding season

Traditional water supply systems in semi-arid agrarian ecosystems, mainly irrigation canals, contribute to the diversity of the landscape and influence the composition of species. To evaluate their effect on bird communities in the breeding season, we selected a rural area in southeastern Spain, where an intricate and extensive network of irrigation canals and cultivated areas is located between two wetlands declared as Natural Parks. Birds were counted at representative points distributed throughout the canal network at which we recorded several variables related to the physical features, the vertical and horizontal structure of associated vegetation, reed development (Phragmites australis) and land use in the neighboring areas. We detected 37 bird species, most of which were also breeding in the wetlands nearby. We used Hierarchical Partitioning analyses to identify the variables most strongly related to the probability of the presence of selected species and species richness. Vegetation cover and height close to the canals, together with reed development, were the most important types of variables explaining species presence and richness. We found that current management practices for reeds in canals are not well-suited for biodiversity conservation. We therefore propose alternatives that could be implemented in the area in cooperation with stakeholders.

Recuperación del frente marítimo de El Campello (Alicante) mediante la rehabilitación de las cuevas del antiguo puerto pesquero

El futuro desarrollo urbano previsto para el frente marítimo ubicado junto al antiguo puerto pesquero y actual puerto deportivo de El Campello (Alicante) se plantea con un uso terciario y comercial abusivo implicando la pérdida del paisaje existente, de la imagen de la fachada marítima y de los valores socioculturales de la zona. Para evitar este desenlace, se plantea la recuperación de las antiguas cuevas existentes en dicho frente para uso y disfrute de sus habitantes; intervención enmarcada dentro de una propuesta de regeneración paisajística y social mediante un proyecto museístico sobre la historia arqueológica y cultural del municipio. Con el fin de confirmar la idoneidad y viabilidad de la propuesta planteada, se hace imprescindible la caracterización geológica y constructiva de las cuevas preexistentes para así acreditar la posibilidad de recuperación de un entorno que puede llegar a reconvertirse en punto de encuentro y disfrute paisajístico comunitario.

Viajes, actuantes, escenarios e interacciones: un análisis de la publicidad turística de los destinos, a partir de sus semánticas visuales

El presente artículo se organiza a partir de un análisis de las semánticas visuales del turismo y la manera en que éstas contribuyen a la construcción de sentido en la comunicación turística. Para ello se aborda el tema desde la perspectiva de la teoría de sistemas de Niklas Luhmann, y particularmente desde el sistema de los medios masivos de comunicación. El análisis pone énfasis en el uso sistemático de esquematismos y las representaciones de interacciones sociales en la publicidad y como éstas se relacionan con la creación de expectativas a partir de sus representaciones en los medios masivos de comunicación. Por lo tanto se analiza la correspondencia de los significados y significantes en la creación de sentido a partir de los elementos que componen dichas representaciones del viaje o destino y que dotan de sentido a la comunicación turística.

Una mirada a la dispersión de semillas en las excretas de mamíferos

Terrestrial mammals are good dispersers of the fruits and seeds of seasonal rainforest in the Gulf of Mexico. Their importance lies in the huge quantity of fruit and seeds they consume, and their daily and seasonal movement through natural and secondary vegetation and agricultural fields. Their importance is even more noteworthy in the face of increasing deforestation and forest fragmentation, which limits the dispersal of propagules across the landscape and affects, among other things, the potential for forest regeneration. To evaluate fruit and seed consumption and dispersal over 12 months, the droppings of rainforest mammals were analyzed for the rainforest and an abandoned pasture (8,400 m2 respectively) on the coast of central Veracruz, Mexico. In the rainforest 158 droppings were collected and 47 in the pasture from a total of eight mammal species, six of which are known dispersers. The droppings contained 150 seeds belonging to 36 species and 19 families. The deposition of different species and quantities of seeds in the forest and pasture indicates that mammals disperse more rainforest species to the pasture than vice versa.

Huertos tradicionales y regadíos históricos en Andalucía. Bases patrimoniales, dinámicas evolutivas y claves territoriales para su recuperación actual

Esta comunicación se inscribe en un programa de investigación sobre las posibilidades de recuperación y perspectivas de futuro de las huertas tradicionales y regadíos históricos de Andalucía emprendido por un grupo de investigadores de la Universidad de Sevilla. Su objetivo es trasladar a la comunidad académica unas primeras reflexiones de este trabajo; a saber: 1) una somera descripción de sus rasgos patrimoniales y paisajísticos originarios, asociados a sus localizaciones primigenias; 2) un repaso de los procesos en los que estos espacios se han visto inmersos y sus resultados territoriales; y 3) unos primeros apuntes sobre las perspectivas funcionales que se abren a estas viejas agriculturas, derivadas de la asunción de nuevos marcos teórico-normativos (multifuncionalidad agraria, reconsideración de los espacios libres urbanos, Convenio Europeo del Paisaje) (REIG, 2002; FOLCH, 2003; CONSEJO DE EUROPA, 2000) y relacionadas con sus pautas actuales de localización.

La expansión del área urbana de Segovia. Transformación paisajística del entorno rural periurbano

En la última década, el área urbana de Segovia ha experimentado un profundo cambio radicado en la urbanización de municipios del entorno rural periurbano. Los crecimientos más significativos se han dado en los núcleos situados en torno al eje de la carretera CL-601 que une Segovia con el Real Sitio de San Ildefonso. La expansión del área urbanizada en este espacio genera cambios en la dinámica territorial que pueden llegar a producir desajustes funcionales que afecten negativamente a los valores patrimoniales y paisajísticos que definen a este territorio.

Workshops in “Construction of Structures I”: A new teaching methodology in the Building Engineering Degree

Both the current economic situation in the construction sector and the continuous normative changes in the building area imply the use of new methodologies to enhance students’ competences in the degree of Building Engineer. The aim of this paper is to present, analyse and discuss the development of constructive workshops as a new teaching methodology used in the subject of Construction of Structures I at the University of Alicante to complement the constructive and technical knowledge acquired by our students and to enhance their communicative and representation skills essential for their professional practice in the future. The used methodology is based on the development of three-dimensional construction details (in groups of 3 or 4 students) to be shown in two A1-pannels exposed in the corridors of the Polytechnic School. Thus, students’ work approaches constructive problems in a global way by discussing simultaneously with teachers and other groups about the most suitable solution on each case. This contribution has multiperspective results and improves criticism of students in different areas, encouraging new learning strategies and active participation. What is more, on-line information and web applications have been used to prepare and organize this kind of workshops, allowing students to use new technologies as a complementary learning methodology. In conclusion, the use of these new workshops in the Degree of Building Engineer stimulates an interactive class versus a traditional lecture where the participative groups´ attitude and the development of oral presentations dissolve the traditional boundaries regarding public communication skills of the students in the Degree.

El paisaje, su patrimonialización y el beneficio económico

Desde hace dos décadas se viene asistiendo a un renovado interés por el paisaje en distintas disciplinas e instituciones políticas y administrativas. Algunos autores lo interpretan desde una perspectiva neorromántica, como reacción a los efectos destructores de la modernidad. El Convenio Europeo del Paisaje (CEP) estableció en Florencia en el año 2000 una definición de paisaje ampliamente aceptada y unas pautas de intervención sobre el mismo que pretenden ser el marco para las leyes nacionales y regionales de los países firmantes. El presente trabajo se propone explicar la recuperación del interés por el paisaje desde la perspectiva de la valorización económica del territorio, como externalidad que permite generar rentas. En mi opinión esa es la verdadera orientación de la CEP.

Córdoba en las “minutas cartográficas” del Instituto Geográfico Nacional (1871-1900) y su hábitat rural como herramienta cartográfica

El señalado valor paisajístico y patrimonial del poblamiento rural está fuera de toda duda. La amplia bibliografía ha puesto de manifiesto la importancia de los pueblos, cortijos, caseríos y haciendas en el contexto de la España rural. Pero esa infinidad de valores ha de completarse con el significado que el hábitat rural adquirió en los orígenes de la cartografía contemporánea. En el presente estudio examinamos, de forma suscita, la perspectiva técnica de la construcción cartográfica y topográfica de finales del siglo XIX, así como su estrecha relación con el hábitat rural como recurso cartográfico en la primera serie topográfica 1:50.000 del Instituto Geográfico. Para ello recurrimos a los itinerarios topográficos realizados entre 1871 y 1893 y a sus resultados en las “minutas cartográficas” para una muestra municipal de la provincia de Córdoba: La Carlota, Conquista, Fernán Núñez, Palma del Río, Valsequillo y Zuheros. Las deducciones concluyentes aspiran a ser un veraz ejemplo del significado cartográfico del hábitat rural como herramienta para el desarrollo de la primera cartografía topográfica cordobesa y española.

El Turismo Residencial en Valle de Bravo, México. Una Interpretación de su Ciclo de Vida

El turismo residencial en Valle de Bravo (Estado de México) surge a partir de la consolidación de su presa, iniciando un proceso de transformación no sólo paisajística, sino territorial y socioeconómica, el cual además, ha marcado la pauta para llevar a este destino a convertirse en uno de los sitios turísticos más importantes del Estado de México. El presente artículo tiene como objetivo realizar una caracterización territorial y urbana de las etapas que ha tenido Valle de Bravo debido a la proliferación de residencias desde sus inicios como sitio turístico hasta la época actual, analizando su posible tendencia de crecimiento para los próximos años. Para poder realizar este análisis, se utilizó el modelo del Ciclo de Vida Turístico en el que diversas variables cuantitativas y cualitativas fueron utilizadas para ejemplificar cómo ha ido evolucionando Valle de Bravo. A través de éste análisis se demuestra que la zona está acercándose a límites de capacidad de carga, lo cual supone un mayor impacto en la zona principalmente en sus recursos más importantes: el espacio físico y, su alto valor paisajístico y natural.

Explicando el mundo en el que vivimos con mapas: propuesta de aprendizaje cartográfico

La cartografía se considera una herramienta útil para formar personas y educar a futuros ciudadanos. La enseñanza mediante mapas brinda la posibilidad a los estudiantes de que desarrollen habilidades de interpretación, comprensión y representación de su propio entorno, adquiriendo conocimiento geográfico espacial. El presente estudio se basa en analizar mediante encuestas, dirigidas al profesorado y alumnado de Educación Secundaria y Bachillerato, qué es lo que se hace en las aulas con los mapas, cuándo y cómo se usan, cuáles son las percepciones y conocimientos de los estudiantes. En consecuencia se pretende evitar algunos de los problemas detectados y ayudar a docentes y estudiantes en la enseñanza y aprendizaje de los conocimientos cartográficos mediante el uso de esta propuesta didáctica. Para ello se elabora una rúbrica como instrumento de evaluación con pautas en la elaboración de los mapas. Reafirmando así la hipótesis la cual la cartografía es una disciplina necesaria que impulsa competencias y capacidades cartográficas, siempre y cuando exista un aprendizaje guiado, progresivo, sistemático y adaptado.

Patrimonio, paisaje y convivencialidad: experiencias de desposesión en el sur de Chile

A través de la revisión de las representaciones infantiles del medio y de las prácticas residencial indígenas en el bosque templado lluvioso se demuestra el proceso por el cual el rico patrimonio local, vertebrado con las formaciones boscosas, es progresivamente enajenado en pro de su instrumentalización para fines turísticos que se tornan adversarios para las propias comunidades que le dieron origen. La desposesión opera tanto por la vía de la temprana escolarización como por la vía del mercado, tornando vulnerables a las poblaciones locales en ambientes de alta complejidad. Se concluye sugiriendo la conveniencia de radicar el patrimonio en su condición de convivencialidad donde no hay separaciones entre naturaleza y cultura sino más bien una mutua solidaridad de seres que se ven amenazados en la continuidad de su existencia por una acción pública fuertemente influida por el neoliberalismo.