Cross-layer optimizations for multimedia distribution over Wireless Multimedia Sensor Networks and Flying Ad-Hoc Networks with quality of experience support

The proliferation of multimedia content and the demand for new audio or video services have fostered the development of a new era based on multimedia information, which allowed the evolution of Wireless Multimedia Sensor Networks (WMSNs) and also Flying Ad-Hoc Networks (FANETs). In this way, live multimedia services require realtime video transmissions with a low frame loss rate, tolerable end-to-end delay, and jitter to support video dissemination with Quality of Experience (QoE) support. Hence, a key principle in a QoE-aware approach is the transmission of high priority frames (protect them) with a minimum packet loss ratio, as well as network overhead. Moreover, multimedia content must be transmitted from a given source to the destination via intermediate nodes with high reliability in a large scale scenario. The routing service must cope with dynamic topologies caused by node failure or mobility, as well as wireless channel changes, in order to continue to operate despite dynamic topologies during multimedia transmission. Finally, understanding user satisfaction on watching a video sequence is becoming a key requirement for delivery of multimedia content with QoE support. With this goal in mind, solutions involving multimedia transmissions must take into account the video characteristics to improve video quality delivery. The main research contributions of this thesis are driven by the research question how to provide multimedia distribution with high energy-efficiency, reliability, robustness, scalability, and QoE support over wireless ad hoc networks. The thesis addresses several problem domains with contributions on different layers of the communication stack. At the application layer, we introduce a QoE-aware packet redundancy mechanism to reduce the impact of the unreliable and lossy nature of wireless environment to disseminate live multimedia content. At the network layer, we introduce two routing protocols, namely video-aware Multi-hop and multi-path hierarchical routing protocol for Efficient VIdeo transmission for static WMSN scenarios (MEVI), and cross-layer link quality and geographical-aware beaconless OR protocol for multimedia FANET scenarios (XLinGO). Both protocols enable multimedia dissemination with energy-efficiency, reliability and QoE support. This is achieved by combining multiple cross-layer metrics for routing decision in order to establish reliable routes.

Uma abordagem híbrida e semiautomática para estimativa de regiões cobertas por nuvens e sombras em imagens de satélite: análise e avaliação

Os principais objetivos deste trabalho são propor um algoritmo eficiente e o mais automático possível para estimar o que está coberto por regiões de nuvens e sombras em imagens de satélite; e um índice de confiabilidade, que seja aplicado previamente à imagem, visando medir a viabilidade da estimação das regiões cobertas pelos componentes atmosféricos usando tal algoritmo. A motivação vem dos problemas causados por esses elementos, entre eles: dificultam a identificação de objetos de imagem, prejudicam o monitoramento urbano e ambiental, e desfavorecem etapas cruciais do processamento digital de imagens para extrair informações ao usuário, como segmentação e classificação. Através de uma abordagem híbrida, é proposto um método para decompor regiões usando um filtro passa-baixas não-linear de mediana, a fim de mapear as regiões de estrutura (homogêneas), como vegetação, e de textura (heterogêneas), como áreas urbanas, na imagem. Nessas áreas, foram aplicados os métodos de restauração Inpainting por suavização baseado em Transformada Cosseno Discreta (DCT), e Síntese de Textura baseada em modelos, respectivamente. É importante salientar que as técnicas foram modificadas para serem capazes de trabalhar com imagens de características peculiares que são obtidas por meio de sensores de satélite, como por exemplo, as grandes dimensões e a alta variação espectral. Já o índice de confiabilidade, tem como objetivo analisar a imagem que contém as interferências atmosféricas e daí estimar o quão confiável será a redefinição com base no percentual de cobertura de nuvens sobre as regiões de textura e estrutura. Tal índice é composto pela combinação do resultado de algoritmos supervisionados e não-supervisionados envolvendo 3 métricas: Exatidão Global Média (EGM), Medida De Similaridade Estrutural (SSIM) e Confiança Média Dos Pixels (CM). Finalmente, verificou-se a eficácia destas metodologias através de uma avaliação quantitativa (proporcionada pelo índice) e qualitativa (pelas imagens resultantes do processamento), mostrando ser possível a aplicação das técnicas para solucionar os problemas que motivaram a realização deste trabalho.

"Um passeio nos campos seria uma viagem pelo mundo”: linguagem e experiência em Dalcídio Durandir

Trabalho pela pluralidade do texto de Dalcídio Jurandir, Chove nos campos de Cachoeira (1941). O trabalho é uma prática semiológica, principalmente com R. B. par lui-même (1975) de Roland Barthes, a sua teoria do texto plural. Assim, persigo a teoria do texto de Dalcídio Jurandir, a que é a sua própria, a que nasce da sua própria prática significante, Dalcídio Jurandir por Dalcídio Jurandir. Nesse passo, Dalcídio Jurandir com Augusto e Haroldo de Campos, com Roman Jakobson, Dalcídio Jurandir um poeta na prosa; com Maurice Blanchot, com a tradição de invenção, Dalcídio Jurandir produtor de metalinguagem; com a antropologia e a geopoética, Dalcídio Jurandir das paisagens do arquipélago do Marajó. Tudo em função da abertura dos sentidos do seu texto. O texto de Dalcídio Jurandir contradiz todo empreendimento ledor que o submete à determinação referencial e ao fechamento dos seus sentidos. O texto de Dalcídio Jurandir está sempre para ganhar novos campos de experiência. O texto de Dalcídio Jurandir solicita que se continue a escrevê-lo.

Trajetórias tecnológicas e sistemas agrários: qualificação territorial utilizando geoprocessamento em Paragominas e Santarém/PA

A Amazônia tem sido observada principalmente por meio do fenômeno do desmatamento, utilizando recursos tradicionais do sensoriamento remoto como a quantificação de área desflorestada e seu posterior incremento anual, que parece se constituir em uma metodologia eficaz. Ratificando este raciocínio, constatei num levantamento de 16.591 multas aplicadas pelo IBAMA/PA no período de 2000 até 2008, que mais de 85,0% das autuações estavam relacionadas apenas à componente flora;e na jurisdição da Gerência do IBAMA em Santarém, oeste do Pará, em 2008, quase 60% das multas se deu por conta de desflorestamento, identificados via sensoriamento remoto. Ressalta-se que as análises de imagens de satélites por si só não definem elementos da superfície terrestre, contribuindo pouco para o entendimento e posterior intervenção da realidade. Nesse contexto, foram investigados e vetorizados 479 estabelecimentos rurais nas regiões de Paragominas e Santarém, estado do Pará, que possuem históricos de uso e ocupação distintos, qualificando-os segundo suas trajetórias tecnológicas prevalentes, na perspectiva apresentada por Costa, concretizando um importante passo para correção das distorções no desenvolvimento econômico, agregando informação ao dado de sensoriamento remoto. Aplicaram-se recursos geotecnológicos de métricas de paisagem, construíram-se banco de dados celular integrado com estatísticas e algoritmos de otimização probabilística, associando dados de classificação não supervisionada isodata (validadas com kappa= 0,87, classificação considerada“excelente”) com os tipos de produção coletados em campo, gerando uma classificação final "integrada"(kappa= 0,78, classificação “muito boa”). Na região de Paragominas, foram qualificadas 3 tipos de trajetórias tecnológicas, a camponesa T8 (domínio de culturas temporárias), a camponesa T3 e patronal T4 (especializadas em pecuária de corte). Em Santarém, revelaram-se 2 trajetórias, a camponesa T2 (forte presença de culturas permanentes, temporárias e sistemas agro florestais) e a patronal T7 (mutação da T4, aumentando a participação das culturas temporárias). A metodologia aplicada logrou êxito, espacializando as propriedades rurais segundo seus tipos de trajetórias tecnológicas e gerando classes de uso mais representativas, como cultura temporária e pastagem, mas que na classificação via sensoriamento remoto isodata é englobada pela classe “agropecuária”, possibilitando uma visão mais realista das atividades de produção desenvolvidas na área investigada, concretizando a geração de informações espaciais integrando dados de diferentes fontes e o aumento do poder de leitura do pixel.

Efeito da alteração do hábitat sobre assembleias de peixes em igarapés afogados da Amazônia oriental

Os ecossistemas aquáticos de água doce constituem sistemas complexos que estão sendo expostos a uma variedade de perturbações. Na região Amazônica, o uso dos recursos e ocupação da terra tem alterado a estrutura física do hábitat desses ambientes, especialmente os de pequeno porte (conhecidos como igarapés), influenciando a estrutura e composição de suas comunidades. Vários estudos e programas de avaliação têm sido desenvolvidos a fim de verificar como essas alterações afetam as comunidades bióticas, através de características do hábitat que se mostram mais sensíveis às perturbações. Nesse contexto, o objetivo desse estudo foi mensurar e descrever atributos do hábitat de igarapés afogados e verificar como as assembleias de peixes respondem aos diferentes níveis de integridade física apresentados por esses igarapés. Para isso, testamos a hipótese de que ambientes estruturalmente mais íntegros suportam uma ictiofauna mais diversa do que ambientes impactados, em virtude destes apresentarem uma diminuição na complexidade ambiental. O estudo foi realizado em 34 igarapés, sendo 17 situados dentro do território da Floresta Nacional de Caxiuanã, e 17 em seu entorno, localizados próximos aos centros urbanos dos municípios de Portel e Melgaço (PA). O processo de urbanização encontra-se em expansão na região, alcançando áreas de florestas e corpos hídricos que ainda permanecem preservados. Também há uma intensa atividade extrativista madeireira, pois a área está inserida no principal pólo madeireiro da zona do estuário no estado do Pará. O hábitat físico dos igarapés foi avaliado seguindo um protocolo padronizado de avaliação. Para a coleta dos peixes foram utilizadas redes de mão em um trecho de 150 metros por igarapé durante seis horas (divididas entre os segmentos e entre os coletores). Apesar de detectarmos um conjunto de métricas que responderam ao gradiente de alteração local, estas não se mostraram suficientes na redução ou aumento do número de espécies ao longo dos níveis de preservação, mantendo praticamente constante a riqueza e abundância para os três grupos (alterado, intermediário e íntegro). Porém, a diferença foi significativa para a composição, com onze espécies exclusivas de ambientes alterados e oito exclusivas de ambientes íntegros. A degradação do ambiente físico, mesmo que em escalas menores favorece a ocorrência e maior abundância de espécies tolerantes e com grande plasticidade fenotípica, além do aumento populacional de espécies oportunistas. Diferentes efeitos podem ser exercidos sobre os grupos de espécies que compõem uma comunidade, pois elas apresentam diferentes atributos biológicos e ecológicos que incluem também suas respostas para as mesmas variáveis ecológicas. Portanto, a possível desconstrução da comunidade em grupos de espécies (sejam taxonômicos, funcionais, etc) pode mostrar respostas diferenciadas frente às alterações do hábitat, sendo uma estratégia promissora para associar características ambientais aos padrões de riqueza apresentado por essas comunidades. A avaliação da integridade biótica também é uma alternativa para identificar efeitos da alteração do hábitat sobre as espécies, principalmente considerando a peculiaridade da região e a falta de informações acerca da ictiofauna local.

Planejamento de redes de comunicação sem fio para ambientes indoor considerando aplicações multimídia: abordagem híbrida - simulação e medição

As tecnologias wireless vêm evoluindo de forma rápida nas últimas décadas, pois são uma eficiente alternativa para transmissão de informações, sejam dados, voz, vídeos e demais serviços de rede. O conhecimento do processo de propagação dessas informações em diferentes ambientes é um fator de grande importância para o planejamento e o desenvolvimento de sistemas de comunicações sem fio. Devido ao rápido avanço e popularização dessas redes, os serviços oferecidos tornaram-se mais complexos e com isso, necessitam de requisitos de qualidades para que sejam ofertados ao usuário final de forma satisfatória. Devido a isso, torna-se necessário aos projetistas desses sistemas, uma metodologia que ofereça uma melhor avaliação do ambiente indoor. Essa avaliação é feita através da análise da área de cobertura e do comportamento das métricas de serviços multimídia em qualquer posição do ambiente que está recebendo o serviço. O trabalho desenvolvido nessa dissertação objetiva avaliar uma metodologia para a predição de métricas de qualidade de experiência. Para isso, foram realizadas campanhas de medições de transmissões de vídeo em uma rede sem fio e foram avaliados alguns parâmetros da rede (jitter de pacotes/frames, perda de pacotes/frames) e alguns parâmetros de qualidade de experiência (PSNR, SSIM e VQM). Os resultados apresentaram boa concordância com os modelos da literatura e com as medições.

Green markov - uma abordagem híbrida de política markoviana e simulação discreta para planejamento de alocação de usuários em redes macro-femto

O uso da comunicação de voz e dados através de dispositivos móveis vem aumentando significativamente nos últimos anos. Tal expansão traz algumas dificuldades inerentes, tais como: ampliação constante de capacidade das redes e eficiência energética. Neste contexto, vem se consolidando o conceito de Green networks, que se concentra no esforço para economia de energia e redução de CO2. Neste sentido, este trabalho propõe validar um modelo de uma política baseado em processo markoviano de decisão, visando a otimizar o consumo de energia, QoS e QoE, na alocação de usuários em redes macrocell e femtocell. Para isso o modelo foi inserido no simulador NS-2, aliando a solução analítica markoviana à flexibilidade característica da simulação discreta. A partir dos resultados apresentados na simulação, a política obteve uma economia significativa no consumo energético, melhorando a eficiência energética em até 4%, além de melhorar a qualidade de serviço em relação às redes macrocell e femtocell, demonstrando-se eficaz, de modo a alterar diretamente as métricas de QoS e de QoE.

O efeito da fragmentação insular na paisagem e comunidade arbórea em ilhas na Amazônia

A construção de usinas hidrelétricas tem sido um novo vetor de fragmentação florestal no globo, sobretudo na Amazônia, que possui várias barragens em fase de construção atualmente, além das planejadas. A formação de reservatórios em usinas hidrelétricas proporciona paisagens fragmentadas, com a criação de ilhas artificiais (fragmentos), que possuem a peculiaridade de estarem cercada por uma matriz mais resistente para a maioria das espécies, diferente dos fragmentos terrestres, tendo um efeito direto na redução da biodiversidade. Esta pesquisa buscou avaliar a paisagem insular do Lago de Tucuruí, por meio da quantificação da estrutura da paisagem, como subsidio para implicações de conservação. Concomitantemente, avaliou-se os efeitos da fragmentação insular sobre a comunidade arbórea, através da estrutura da paisagem e efeito de borda, ambos têm sido um dos processos ecológicos mais impactantes na diversidade biológica em paisagens fragmentadas. Os resultados indicaram o arranjo espacial pode ser uma abordagem utilizada para os mecanismos de conservação em barragens, mas devendo considerar aspectos específicos das ilhas. Por sua vez, a vegetação ainda não estar respondendo a estrutura da paisagem atual, estando em uma fase de débito de extinção, sendo o efeito de borda o principal fator para formação das comunidades vegetais.

Analysis of fish assemblages in sectors along a salinity gradient based on species, families and functional groups

Neste trabalho foi testado o efeito do gradiente de salinidade do eixo-leste oeste do sistema subtropical Complexo Estuarino da Baía de Paranaguá na estrutura dos peixes de águas rasas, determinado de acordo com as métricas taxonômica (famílias e espécies) e de composição funcional. Um total de 152 espécies foi registrado. As famílias com maior número de espécies foram Sciaenidae, Carangidae, Haemulidae e Gobiidae. As espécies mais abundantes foram A. brasiliensis, H. clupeola, A. januaria e A. tricolor. Os visitantes marinhos dominaram em número de espécies, seguidos pelos migrantes marinhos e estuarinos. A maioria das espécies são zoobentívoras, seguidas pelas piscívoras e zooplanctívoras. As famílias e espécies mais relacionadas com condições estuarinas dominaram no setor mesohalino e aquelas mais relacionadas com condições marinhas dominaram no setor euhalino. A métrica taxonômica foi mais eficiente na caracterização das assembleias de peixes ao longo do gradiente estuarino de salinidade do que a funcional. Isso ocorreu principalmente porque indivíduos de todos os grupos funcionais estiveram presentes ao longo de todos os setores de salinidade, invalidando o emprego dessa métrica na diferenciação das assembleias nos diversos setores. Nosso resultado foi diferente do encontrado em outros estuários tropicais e subtropicais, que enfatizaram a importância dos grupos funcionais na estruturação das assembleias de peixes ao longo de um gradiente de salinidade.

Contribuição do cadastro ambiental rural na conservação de recursos naturais nos limites de duas bacias hidrográficas amazônicas

A conversão de floresta primária para outros usos alternativos do solo vem ocorrendo aceleradamente na região amazônica. Esse processo tem ocorrido em grande parte por conta do desenvolvimento da atividade pecuarista, agricultura em larga escala e de subsistência, exploração madeireira comercial e mineração. Nesse contexto, a fim de promover a conservação dos recursos naturais, o Governo brasileiro adotou o sistema de unidades de conservação, terras indígenas e quilombolas. Além disso, foram criados instrumentos como o Cadastro Ambiental Rural – CAR objetivando mapear e monitorar as propriedades rurais quanto ao atendimento do disposto no Código Florestal brasileiro, considerando principalmente as áreas com restrição legal ao uso do solo. Assim, esta pesquisa procurou avaliar a capacidade das áreas de reserva legal em garantir a conservação dos recursos naturais em propriedades rurais, utilizando-se para tanto dados do CAR e produtos temáticos de uso e cobertura da terra oriundos de projetos institucionais federais. Para isto, foram avaliadas duas bacias amazônicas, considerando os princípios de ecologia de paisagem e com o uso de métricas de paisagem. Os resultados apontam duas áreas com características diferenciadas, sendo uma de maior capacidade de conservação de recursos e outra mais fragmentada, sendo também observadas propriedades rurais de diferentes características e importâncias na conservação de recursos dentro de cada bacia estudada.

Epidemias de malária no Pará e sua relação com os padrões de uso da terra nos últimos quarenta anos: uma análise com sistema de informação geográfica

O presente estudo teve por objetivo investigar a relação entre a ocorrência de epidemias de malária no Pará e as formas de ocupação do espaço adotadas e configuradas nos principais usos da terra no período entre 1970 e 2008, procurando verificar a hipótese de as epidemias de malária no Pará terem sido conseqüência das formas de apropriação do espaço (nesse caso, os usos da terra). Para isso procurou-se analisar estatisticamente a relação entre os índices de malária e população residente, bem como entre essa população e as atividades produtivas predominantes no Pará e suas mesorregiões, e também a evolução dessas variáveis no tempo. Foram também eleitos quatro municípios paraenses, localizados nas mesorregiões geográficas da faixa de frentes pioneiras de ocupação no Estado, sendo um deles elencado como Município-controle do estudo e realizados seus mapeamentos temporais para analisar a dinâmica de suas paisagens nos anos de 1975, 1991 e 2008. Nos municípios eleitos − Itaituba, Anajás, Tucuruí e Juruti − foram identificados os principais modelos de paisagem implantados, e analisada sua evolução temporal, procurando verificar a existência ou não de uma relação de causa-efeito entre esses modelos de paisagem e a malária registrada nesses locais, no período investigado. Foi possível comprovar neste estudo, com os dados investigados, suas evoluções históricas e correlações estatísticas, a hipótese de que as epidemias de malária no Pará, no período estudado, foram consequêntes das formas equivocadas de apropriação do espaço, resultantes das políticas governamentais introduzidas na região após 1970. Da mesma forma, ficou evidenciada a relação de causa-efeito entre as atividades produtivas introduzidas na Região e as epidemias de malária aqui relatadas. Fato relevante é que a distribuição espacial da malária no Estado continuou epidêmica nas áreas aqui investigadas, onde ocorrem atividades produtivas primárias, realizadas de forma ambientalmente incorreta.

Corpos em equilíbrio: imagens e cotidiano ribeirinho no Porto do Açaí e na Ilha do Maracujá, Belém (PA)

Refletir, partindo do registro fotográfico, sobre o fluxo de ida e volta dos moradores da ilha do Maracujá, entre a ilha e Belém, fazendo uso das formas com que utilizam seus corpos ou 'sabem servir-se' deles, no que Mauss chamou de técnicas corporais. Corpos evidenciados, uma vez que estão sempre à mostra, capazes, portanto, de ser visualmente etnografados. Inspirado em Certeau, o artigo busca pensar as táticas corporais elaboradas pelos moradores da ilha ao praticar as paisagens de pertença, revelando expressões de corpo peculiares na construção de suas experiências cotidianas. Tais observações não remetem a um corpo-objeto, mas a um corpo que é o sujeito da cultura, como diz Csordas, um corpo que é "a base existencial da cultura".

Efeitos do tipo de floresta e da estrutura de habitat em assembléias de primatas no sudoeste da Amazônia

A heterogeneidade ambiental expressa diferenças naturais entre áreas e é um fator determinante para a riqueza e abundância local de primatas. Neste estudo nós investigamos a composição e estrutura de assembléias de primatas em quatro tipos de floresta: floresta de terra firme, florestas de igapó sazonalmente inundáveis por rios de águas claras (aberta e densa) e cerradão na Reserva Biológica do Guaporé, sudoeste da Amazônia Brasileira. Além disso, avaliamos a associação entre a ocorrência e abundância dos primatas com diferenças estruturais das florestas. Realizamos 617,8 km de censos pelo método de transecção linear (~154 km por tipo de floresta) e avaliamos a estrutura da vegetação em 108 parcelas de 200 m² (0,54 ha por tipo de floresta). Dez espécies de primatas foram registradas durante os 11 meses deste estudo. A floresta de terra firme apresentou o maior número de espécies e a maior densidade de primatas, principalmente devido à presença exclusiva de Callicebus moloch e a maior abundância de Sapajus apella. A elevada densidade de Ateles chamek na floresta aberta inundável foi preponderante para a maior biomassa de primatas neste tipo de floresta. Nas florestas inundáveis e na terra firme, Ateles chamek e Sapajus apella responderam juntas por mais de 70% da biomassa de primatas, e no cerradão apenas Sapajus apella foi responsável por 68% da biomassa. Diferenças entre tipos de floresta na composição específica e abundância relativa de primatas foram associadas com o regime de inundação e com algumas variáveis de estrutura de habitat (densidade de árvores no sub-bosque e no dossel, abertura do dossel, altura total do dossel e densidade de palmeiras e lianas). Nossos resultados reforçam a importância de paisagens heterogêneas na Amazônia, pois estas áreas tendem a contribuir para uma maior diversidade de espécies em uma escala de paisagem.