WebGIS applied to Improve Spatial Knowledge of High School Students

Dissertation submitted in partial fulfillment of the requirements for the Degree of Master of Science in Geospatial Technologies

A system’s approach to cache hierarchy-aware decomposition of data-parallel computations

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Engenharia Informática

Validação de metodologia para deteção de Bacillus cereus em arroz e produtos à base de cereais

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Tecnologia e Segurança Alimentar

A semi-automatic approach to code smells detection

Eradication of code smells is often pointed out as a way to improve readability, extensibility and design in existing software. However, code smell detection remains time consuming and error-prone, partly due to the inherent subjectivity of the detection processes presently available. In view of mitigating the subjectivity problem, this dissertation presents a tool that automates a technique for the detection and assessment of code smells in Java source code, developed as an Eclipse plugin. The technique is based upon a Binary Logistic Regression model that uses complexity metrics as independent variables and is calibrated by expert‟s knowledge. An overview of the technique is provided, the tool is described and validated by an example case study.

Constituição de Geocomunidades de Informação Geográfica em Meio Empresarial

O presente trabalho de projecto, realizado no âmbito do Mestrado em Gestão do Território, Área de Especialização em Detecção Remota e Sistemas de Informação Geográfica, ministrado na Faculdade de Ciências Sociais e Humanas (FCSH) da Universidade Nova de Lisboa, regista o trabalho desenvolvido sobre a constituição de geocomunidades de informação geográfica em meio empresarial. Este trabalho foi realizado com o apoio partilhado FCSH e Nokia Portugal. O trabalho projecto está dividido em duas partes. Uma primeira parte que consiste numa abordagem teórica sobre a evolução dos SIG, sobre o estado da arte, sobre a nova geografia (neogeography); contem também uma abordagem sobre o crowdsourcing e as suas funcionalidades e potencialidades, caracterização dos seus utilizadores e o seu valor económico e social. Esta primeira parte tem o intuito de tentar chegar a uma conclusão sobre qual a melhor opção para uma empresa, no que toca à criação de base de dados geográficas olhando para as variadíssimas opções que existem no mercado desde base de dados governamentais, às privadas até às base de dados de cariz voluntário e sem custo para o utilizador ao aceder a essa informação. A segunda parte, de natureza prática, pretende cruzar dados e informação sobre duas Expert-Community que foram criadas com o intuito de testar a plataforma Map-Wiki da Nokia durante doze meses. Apesar de ser uma parte mais prática, conta também com uma breve retrospectiva da Nokia e das aplicações baseadas em Global Position Systems, uma explicação sobre o que é o Nokia Here e uma comparação entre as várias propostas existentes no mercado.

Development of composite particles for pulmonary delivery

In this work, biocompatible and biodegradable poly(D-L-lactide-co-glycolide) (PLGA) microparticles with the potential for use as a controlled release system of vaccines and other drugs to the lung were manufactured using supercritical CO2, through the Supercritical Assisted Atomization (SAA) technique. After performing a controlled variance in production parameters (temperature, pressure, CO2/solution flow ratio) PLGA microparticles were characterized and later used to encapsulate active pharmaceutical ingredients (API). Bovine serum albumin (BSA) was chosen as model protein and vaccine, while sildenafil was the chosen drug to treat pulmonary artery hypertension and their effect on the particles characteristics was evaluated. All the produced formulations were characterized in relation to their morphology (Morphologi G3 and scanning electronic microscopy (SEM)), to their physical-chemical properties (X-ray diffraction (XRD, differential scanning calorimetry (DSC), Fourier transform infrared (FTIR)) and aerodynamic performance using an in vitro aerosolization study – Andersen cascade impactor (ACI) - to obtain data such as the fine particle fraction (FPF) and the mass median aerodynamic diameter (MMAD). Furthermore, pharmacokinetic, biodegradability and biocompatibility tests were performed in order to verify the particle suitability for inhalation. The resulting particles showed aerodynamic diameters between the 3 and 5 μm, yields up to 58% and FPF percentages rounding the 30%. Taken as a whole, the produced microparticles do present the necessary requests to make them appropriate for pulmonary delivery.

Identificação de dano estrutural com base em análise modal

O presente trabalho procura mostrar as potencialidades das técnicas de monitorização estrutural, de detecção, localização e caracterização de dano através de alterações dos parâmetros modais. As características dinâmicas de vibração de uma estrutura são alteradas pela presença de dano, o que, representando uma perda física, conduz à consequente perda de rigidez. Este fenómeno é responsável por modificações nas frequências naturais, deslocamentos modais e respectivas derivadas. Este trabalho apresenta a curvatura das configurações modais como possível parâmetro de controlo na identificação de dano estrutural. Neste documento encontram-se vários estudos de sensibilidade realizados em três modelos distintos (viga bi-apoiada, viga em consola e pórtico encastrado) em que se pretende avaliar a fiabilidade do método das curvaturas. Foram também desenvolvidos estudos respeitantes às alterações das frequências naturais e às alterações de dois indicadores estatísticos, o MAC e o COMAC. Com base nos resultados do método das curvaturas foi desenvolvida uma Java Applet, que constitui uma ferramenta de cálculo que permite explorar as potencialidades do método das curvaturas modais na identificação de danos em várias estruturas. Esta aplicação foi desenvolvida no compilador NetBeans IDE.

Auto-consumo directo: definição de metodologia e estudo de caso

Actualmente uma das preocupações da Comissão Europeia passa pela maneira como a energia é convertida e o modo como esta é aproveitada. Surgiu assim a estratégia Europa 2020, onde é claramente expressa a preocupação relativamente ao Ambiente e a diminuição da pegada ecológica. No campo relativo ao Ambiente e Energia existem metas tais como a redução das emissões de gases de efeito de estufa em 20%, o aumento da eficiência energética em 20% e a obtenção de 20% da energia consumida via energias renováveis. De maneira a que seja possível atingir as metas propostas, têm de surgir novos regimes para as energias renováveis uma vez que se tem verificado uma diminuição de apoios às tarifas feed-in. Estes factos levaram ao surgimento de um novo regime, o auto-consumo directo, que em tudo se diferencia das tarifas feed-in, uma vez que neste regime o produtor vendia toda a energia que produzia à rede. Já no regime de auto-consumo directo, o produtor consome a energia que produz, passando a ser um prosumer. Nesta dissertação é feito o levantamento sobre o conceito de auto-consumo directo assim como a legislação e ponto de situação da Europa e de Portugal no que diz respeito à paridade de rede. Foram ainda definidas as metodologias a aplicar. Com o auxílio da ferramenta informática desenvolvida em ambiente Java foi feita a análise de dois estudos de caso, uma indústria e um comércio e foi estudada a viabilidade económica, de cada caso, segundo vários indicadores e parâmetros definidos.

Analysis of temporal and spatial variations of forest. A case of study in notheastern Armenia

The forest has a crucial ecological role and the continuous forest loss can cause colossal effects on the environment. As Armenia is one of the low forest covered countries in the world, this problem is more critical. Continuous forest disturbances mainly caused by illegal logging started from the early 1990s had a huge damage on the forest ecosystem by decreasing the forest productivity and making more areas vulnerable to erosion. Another aspect of the Armenian forest is the lack of continuous monitoring and absence of accurate estimation of the level of cuts in some years. In order to have insight about the forest and the disturbances in the long period of time we used Landsat TM/ETM + images. Google Earth Engine JavaScript API was used, which is an online tool enabling the access and analysis of a great amount of satellite imagery. To overcome the data availability problem caused by the gap in the Landsat series in 1988- 1998, extensive cloud cover in the study area and the missing scan lines, we used pixel based compositing for the temporal window of leaf on vegetation (June-late September). Subsequently, pixel based linear regression analyses were performed. Vegetation indices derived from the 10 biannual composites for the years 1984-2014 were used for trend analysis. In order to derive the disturbances only in forests, forest cover layer was aggregated and the original composites were masked. It has been found, that around 23% of forests were disturbed during the study period.

Analyzing Geospatial patterns of syrian refugee flows in southeastern Turkey by use of remote sensing and complementary data

Crisis-affected communities and global organizations for international aid are becoming increasingly digital as consequence geotechnology popularity. Humanitarian sector changed in profound ways by adopting new technical approach to obtain information from area with difficult geographical or political access. Since 2011, turkey is hosting a growing number of Syrian refugees along southeastern region. Turkish policy of hosting them in camps and the difficulty created by governors to international aid group expeditions to get information, made such international organizations to investigate and adopt other approach in order to obtain information needed. They intensified its remote sensing approach. However, the majority of studies used very high-resolution satellite imagery (VHRSI). The study area is extensive and the temporal resolution of VHRSI is low, besides it is infeasible only using these sensors as unique approach for the whole area. The focus of this research, aims to investigate the potentialities of mid-resolution imagery (here only Landsat) to obtain information from region in crisis (here, southeastern Turkey) through a new web-based platform called Google Earth Engine (GEE). Hereby it is also intended to verify GEE currently reliability once the Application Programming Interface (API) is still in beta version. The finds here shows that the basic functions are trustworthy. Results pointed out that Landsat can recognize change in the spectral resolution clearly only for the first settlement. The ongoing modifications vary for each case. Overall, Landsat demonstrated high limitations, but need more investigations and may be used, with restriction, as a support of VHRSI.

WebGIS applied to improve spatial knowledge of high school students

This research seeks to design and implement a WebGIS application allowing high school students to work with information related to the disciplinary competencies of the competency-teaching model, in Mexico. This paradigm assumes knowledge to be acquired through the application of new technologies and to link it with everyday life situations of students. The WebGIS provides access to maps regarding natural risks in Mexico, e.g. volcanism, seismic activities, or hurricanes; the prototype's user interface was designed with special emphasis on scholar needs for high school students.

Agent-based parking occupancy simulation

The existing parking simulations, as most simulations, are intended to gain insights of a system or to make predictions. The knowledge they have provided has built up over the years, and several research works have devised detailed parking system models. This thesis work describes the use of an agent-based parking simulation in the context of a bigger parking system development. It focuses more on flexibility than on fidelity, showing the case where it is relevant for a parking simulation to consume dynamically changing GIS data from external, online sources and how to address this case. The simulation generates the parking occupancy information that sensing technologies should eventually produce and supplies it to the bigger parking system. It is built as a Java application based on the MASON toolkit and consumes GIS data from an ArcGis Server. The application context of the implemented parking simulation is a university campus with free, on-street parking places.

Exploração da linguagem Scala para suporte a aplicações paralelas

Nos anos mais recentes tem sido feita investigação no uso da Programação Orientada a Aspectos no suporte a computação paralela, nomeadamente para conseguir guardar as funcionalidades da mesma em módulos, algo que não é possível quando se utiliza Programação Orientada a Objectos. Um resultado desta investigação foi o desenvolvimento de uma aplicação, o ParJECoLi, desenvolvida usando a linguagem Java e recorrendo ao AspectJ para paralelizar a mesma. No entanto, durante essa mesma investigação, chegou-se à conclusão que o AspectJ apresenta algumas limitações na reutilização de módulos. Tendo em conta isso, surgiu a ideia de estudar uma outra linguagem de programação, conceptualmente diferente da usada na investigação. A linguagem Scala é conhecida por ter uma capacidade de composição modular flexível. Como tal parece interessante entender até que ponto é capaz de substituir AspectJ no suporte modular à computação paralela. Este projecto pretende aferir essa capacidade. Neste contexto, pretende-se usar o ParJECoLi como caso de estudo para dirigir comparações entre Scala e AspectJ.

Cliente mobile para consumo e disponibilização de serviços georreferenciados

Actualmente as aplicações móveis são indispensáveis para o utilizador. De acordo com estudos recentes, as receitas geradas pela sua utilização resultaram em aproximadamente 20 biliões de dólares só em 2013. Com estes valores estima-se que no futuro estes números aumentem, daí tornar-se imperativo abordar num estudo científico sobre este mercado em expansão. A somar às inúmeras aplicações referentes ao sistema móvel Android, surgem as aplicações de serviços georreferenciados que vão aqui ser abordadas em maior profundidade, nomeadamente o consumo e disponibilização destes serviços em clientes mobile. Ponderadas diversas soluções é possível com alguns melhoramentos atingir benefícios específicos para um maior número de utilizadores tendo em conta as suas características a priori. Uma das questões principais passa pela capacidade de publicação de diversas fontes de informação (vários publishers) com o uso de uma Application Programing Interface (API) documentada e aberta para que qualquer entidade possa publicar os seus conteúdos georreferenciados. O consumo por parte dos utilizadores (subscriber) é feita numa plataforma móvel Android onde os possam vários publishers possam publicar os seus conteúdos a partir da posição do utilizador. Esta publicação será facilitada criando bases de dados para o armazenamento de todas as informações relevantes tanto da parte dos publishers como dos subscribers. A validação deste trabalho consistiu em testar vários tipos de publicações, nomeadamente texto, imagem e gráficos na sua pesquisa e consumo numa plataforma móvel Android. Numa segunda fase, foi testada a publicação de gráficos em tempo real na plataforma.

Previsão de produção de energia eléctrica através de fontes de energia renováveis

Com o passar do tempo, a aposta em energias renováveis tem vindo a aumentar. De forma a prever o que se irá produzir com os sistemas de energias renováveis, é necessário desenvolver modelos preditivos, específicos para cada situação. No Departamento de Engenharia Electrotécnica (DEE) da Faculdade de Ciências e Tecnologia (FCT) encontra-se um sistema fotovoltaico e um sistema eólico em funcionamento, e assim de forma a ter uma estimativa da produção de energia de ambos os sistemas, propôs-se nesta dissertação desenvolver um modelo de previsão de produção de energia eléctrica para os sistemas fotovoltaico e eólico. Para desenvolver o modelo preditivo pretendido, em primeiro lugar recolheram-se os dados meteorológicos e de produção de energia no ano 2013 e realizou-se um processamento desses mesmos dados, com a linguagem de programação Java, uma vez que não se encontravam na melhor forma para serem analisados e utilizados para construção do modelo. Após realizado o processamento, como os dados do ano de 2014 existentes não eram suficientes para testar o modelo depois de ser desenvolvido, geraram-se dados meteorológicos para 2014 tendo em consideração os dados de 2013. Para os dados de energia produzida, criaram-se superfícies de aproximação a partir dos dados de 2013, e utilizando os dados meteorológicos gerados para 2014 obteve-se uma aproximação da energia produzida. Tendo todos os dados necessários para a construção do modelo e posteriormente para o testar, iniciouse o pré-processamento dos dados com recurso a filtros e à Análise em Componentes Principais. Por fim, construíram-se duas estruturas diferentes de Redes Neuronais Artificiais de modo a verificar qual se adequa melhor aos sistemas existentes. Para validar o modelo construído com base em redes neuronais testou-se o modelo com os dados de 2014, diferentes dos utilizados na sua construção. Com os resultados obtidos concluiu-se que o filtro mais adequado para o pré-processamento é o filtro Savitzky-Golay e a estrutura do modelo mais indicada para o pretendido será a Rede Neuronal Artificial (RNA) com apenas uma camada intermédia.