Analysis of NDVI time series using cross-correlation and forecasting methods for monitoring sugarcane fields in Brazil

Brazil is the largest sugarcane producer in the world and has a privileged position to attend to national and international market places. To maintain the high production of sugarcane, it is fundamental to improve the forecasting models of crop seasons through the use of alternative technologies, such as remote sensing. Thus, the main purpose of this article is to assess the results of two different statistical forecasting methods applied to an agroclimatic index (the water requirement satisfaction index; WRSI) and the sugarcane spectral response (normalized difference vegetation index; NDVI) registered on National Oceanic and Atmospheric Administration Advanced Very High Resolution Radiometer (NOAA-AVHRR) satellite images. We also evaluated the cross-correlation between these two indexes. According to the results obtained, there are meaningful correlations between NDVI and WRSI with time lags. Additionally, the adjusted model for NDVI presented more accurate results than the forecasting models for WRSI. Finally, the analyses indicate that NDVI is more predictable due to its seasonality and the WRSI values are more variable making it difficult to forecast.

Sviluppo e Applicazione di Metodologie per l'Ottimizzazione di Sistemi Energetici

La riduzione dei consumi di combustibili fossili e lo sviluppo di tecnologie per il risparmio energetico sono una questione di centrale importanza sia per l’industria che per la ricerca, a causa dei drastici effetti che le emissioni di inquinanti antropogenici stanno avendo sull’ambiente. Mentre un crescente numero di normative e regolamenti vengono emessi per far fronte a questi problemi, la necessità di sviluppare tecnologie a basse emissioni sta guidando la ricerca in numerosi settori industriali. Nonostante la realizzazione di fonti energetiche rinnovabili sia vista come la soluzione più promettente nel lungo periodo, un’efficace e completa integrazione di tali tecnologie risulta ad oggi impraticabile, a causa sia di vincoli tecnici che della vastità della quota di energia prodotta, attualmente soddisfatta da fonti fossili, che le tecnologie alternative dovrebbero andare a coprire. L’ottimizzazione della produzione e della gestione energetica d’altra parte, associata allo sviluppo di tecnologie per la riduzione dei consumi energetici, rappresenta una soluzione adeguata al problema, che può al contempo essere integrata all’interno di orizzonti temporali più brevi. L’obiettivo della presente tesi è quello di investigare, sviluppare ed applicare un insieme di strumenti numerici per ottimizzare la progettazione e la gestione di processi energetici che possa essere usato per ottenere una riduzione dei consumi di combustibile ed un’ottimizzazione dell’efficienza energetica. La metodologia sviluppata si appoggia su un approccio basato sulla modellazione numerica dei sistemi, che sfrutta le capacità predittive, derivanti da una rappresentazione matematica dei processi, per sviluppare delle strategie di ottimizzazione degli stessi, a fronte di condizioni di impiego realistiche. Nello sviluppo di queste procedure, particolare enfasi viene data alla necessità di derivare delle corrette strategie di gestione, che tengano conto delle dinamiche degli impianti analizzati, per poter ottenere le migliori prestazioni durante l’effettiva fase operativa. Durante lo sviluppo della tesi il problema dell’ottimizzazione energetica è stato affrontato in riferimento a tre diverse applicazioni tecnologiche. Nella prima di queste è stato considerato un impianto multi-fonte per la soddisfazione della domanda energetica di un edificio ad uso commerciale. Poiché tale sistema utilizza una serie di molteplici tecnologie per la produzione dell’energia termica ed elettrica richiesta dalle utenze, è necessario identificare la corretta strategia di ripartizione dei carichi, in grado di garantire la massima efficienza energetica dell’impianto. Basandosi su un modello semplificato dell’impianto, il problema è stato risolto applicando un algoritmo di Programmazione Dinamica deterministico, e i risultati ottenuti sono stati comparati con quelli derivanti dall’adozione di una più semplice strategia a regole, provando in tal modo i vantaggi connessi all’adozione di una strategia di controllo ottimale. Nella seconda applicazione è stata investigata la progettazione di una soluzione ibrida per il recupero energetico da uno scavatore idraulico. Poiché diversi layout tecnologici per implementare questa soluzione possono essere concepiti e l’introduzione di componenti aggiuntivi necessita di un corretto dimensionamento, è necessario lo sviluppo di una metodologia che permetta di valutare le massime prestazioni ottenibili da ognuna di tali soluzioni alternative. Il confronto fra i diversi layout è stato perciò condotto sulla base delle prestazioni energetiche del macchinario durante un ciclo di scavo standardizzato, stimate grazie all’ausilio di un dettagliato modello dell’impianto. Poiché l’aggiunta di dispositivi per il recupero energetico introduce gradi di libertà addizionali nel sistema, è stato inoltre necessario determinare la strategia di controllo ottimale dei medesimi, al fine di poter valutare le massime prestazioni ottenibili da ciascun layout. Tale problema è stato di nuovo risolto grazie all’ausilio di un algoritmo di Programmazione Dinamica, che sfrutta un modello semplificato del sistema, ideato per lo scopo. Una volta che le prestazioni ottimali per ogni soluzione progettuale sono state determinate, è stato possibile effettuare un equo confronto fra le diverse alternative. Nella terza ed ultima applicazione è stato analizzato un impianto a ciclo Rankine organico (ORC) per il recupero di cascami termici dai gas di scarico di autovetture. Nonostante gli impianti ORC siano potenzialmente in grado di produrre rilevanti incrementi nel risparmio di combustibile di un veicolo, è necessario per il loro corretto funzionamento lo sviluppo di complesse strategie di controllo, che siano in grado di far fronte alla variabilità della fonte di calore per il processo; inoltre, contemporaneamente alla massimizzazione dei risparmi di combustibile, il sistema deve essere mantenuto in condizioni di funzionamento sicure. Per far fronte al problema, un robusto ed efficace modello dell’impianto è stato realizzato, basandosi sulla Moving Boundary Methodology, per la simulazione delle dinamiche di cambio di fase del fluido organico e la stima delle prestazioni dell’impianto. Tale modello è stato in seguito utilizzato per progettare un controllore predittivo (MPC) in grado di stimare i parametri di controllo ottimali per la gestione del sistema durante il funzionamento transitorio. Per la soluzione del corrispondente problema di ottimizzazione dinamica non lineare, un algoritmo basato sulla Particle Swarm Optimization è stato sviluppato. I risultati ottenuti con l’adozione di tale controllore sono stati confrontati con quelli ottenibili da un classico controllore proporzionale integrale (PI), mostrando nuovamente i vantaggi, da un punto di vista energetico, derivanti dall’adozione di una strategia di controllo ottima.

Evaluation of options for energy recovery from municipal solid waste in India using the hierarchical analytical network process

In this paper a Hierarchical Analytical Network Process (HANP) model is demonstrated for evaluating alternative technologies for generating electricity from MSW in India. The technological alternatives and evaluation criteria for the HANP study are characterised by reviewing the literature and consulting experts in the field of waste management. Technologies reviewed in the context of India include landfill, anaerobic digestion, incineration, pelletisation and gasification. To investigate the sensitivity of the result, we examine variations in expert opinions and carry out an Analytical Hierarchy Process (AHP) analysis for comparison. We find that anaerobic digestion is the preferred technology for generating electricity from MSW in India. Gasification is indicated as the preferred technology in an AHP model due to the exclusion of criteria dependencies and in an HANP analysis when placing a high priority on net output and retention time. We conclude that HANP successfully provides a structured framework for recommending which technologies to pursue in India, and the adoption of such tools is critical at a time when key investments in infrastructure are being made. Therefore the presented methodology is thought to have a wider potential for investors, policy makers, researchers and plant developers in India and elsewhere. © 2013 Elsevier Ltd. All rights reserved.

Pushing the Quality Level in Networked News Business: Semantic-Based Content Retrieval and Composition in International News Publishing

Electronic publishing exploits numerous possibilities to present or exchange information and to communicate via most current media like the Internet. By utilizing modern Web technologies like Web Services, loosely coupled services, and peer-to-peer networks we describe the integration of an intelligent business news presentation and distribution network. Employing semantics technologies enables the coupling of multinational and multilingual business news data on a scalable international level and thus introduce a service quality that is not achieved by alternative technologies in the news distribution area so far. Architecturally, we identified the loose coupling of existing services as the most feasible way to address multinational and multilingual news presentation and distribution networks. Furthermore we semantically enrich multinational news contents by relating them using AI techniques like the Vector Space Model. Summarizing our experiences we describe the technical integration of semantics and communication technologies in order to create a modern international news network.

An investigation of gaseous and particulate emissions from compression ignition engines operated with alternative fuels, injection technologies, and combustion strategies

Whilst the compression ignition (CI) engine exhibits many design advantages relative to its spark ignition engine counterpart; such as: high thermal efficiency, fuel economy and low carbon monoxide and hydrocarbon emissions, the issue of Diesel Particulate Matter (DPM) emissions continues to be an unresolved problem for the CI engine. Primarily, this thesis investigates a range of DPM mitigation strategies such as alternative fuels, injection technologies and combustion strategies conducted with a view to determine their impact on the physico-chemical properties of DPM emissions, and consequently to shed light on their likely human health impacts. Regulated gaseous emissions, Nitric oxide (NO), Carbon monoxide (CO), and Hydrocarbons (HCs), were measured in all experimental campaigns, although the major focus in this research program was on particulate emissions...

Evaluation of two alternative carbon capture and storage technologies

4 p.

Evaluation of Two Alternative Carbon Capture and Storage Technologies: A Stochastic Model

30 p.

PTEN mRNA detection by chromogenic, RNA in situ technologies: a reliable alternative to PTEN immunohistochemistry

Immunohistochemical staining for phosphatase and tensin homolog (PTEN) does not have either an acceptable standard protocol or concordance of scoring between pathologists. Evaluation of PTEN mRNA with a unique and verified sequence probe may offer a realistic alternative providing a robust and reproducible protocol. In this study, we have evaluated an in situ hybridization (ISH) protocol for PTEN mRNA using RNAScope technology and compared it with a standard protocol for PTEN immunohistochemistry (IHC). PTEN mRNA expression by ISH was consistently more sensitive than PTEN IHC, with 56% of samples on a mixed-tumor tissue microarray (TMA) showing high expression by ISH compared with 42% by IHC. On a prostate TMA, 49% of cases showed high expression by ISH compared with 43% by IHC. Variations in PTEN mRNA expression within malignant epithelium were quantifiable using image analysis on the prostate TMAs. Within tumors, clear overexpression of PTEN mRNA on malignant epithelium compared with benign epithelium was frequently observed and quantified. The use of SpotStudio software in the mixed-tumor TMA allowed for clear demonstration of varying levels of PTEN mRNA between tumor samples by the mRNA methodology. This was evident by the quantifiable differences between distinct oropharyngeal tumors (up to 3-fold increase in average number of spots per cell between 2 cases). mRNA detection of PTEN or other biomarkers, for which optimal or standardized immunohistochemical techniques are not available, represents a means by which heterogeneity of expression within focal regions of tumor can be explored with more confidence.

Alternative mass transportation technologies technical data. Interim report.

Texas State Department of Highways and Public Transportaion, Transportation Planning Division, Austin

Hazardous Substances Alternative Treatment Technologies Seminar : proceedings.

"August 1985."

Experimental studies on comparison of microwave curing and thermal curing of epoxy resins used for alternative mould materials

In this present work attempts have been made to study the glass transition temperature of alternative mould materials by using both microwave heating and conventional oven heating. In this present work three epoxy resins, namely R2512, R2515 and R2516, which are commonly used for making injection moulds have been used in combination with two hardeners H2403 and H2409. The magnetron microwave generator used in this research is operating at a frequency of 2.45 GHz with a hollow rectangular waveguide. In order to distinguish the effects between the microwave and conventional heating, a number of experiments were performed to test their mechanical properties such as tensile and flexural strengths. Additionally, differential scanning calorimeter technique was implemented to measure the glass transition temperature on both microwave and conventional heating. This study provided necessary evidences to establish that microwave heated mould materials resulted with higher glass transition temperature than the conventional heating. Finally, attempts were also made to study the microstructure of microwave-cured materials by using a scanning electron microscope in order to analyze the morphology of cured specimens.