Combining WLAN fingerprint-based localization with sensor data for indoor navigation using mobile devices

This project proposes an approach for supporting Indoor Navigation Systems using Pedestrian Dead Reckoning-based methods and by analyzing motion sensor data available in most modern smartphones. Processes suggested in this investigation are able to calculate the distance traveled by a user while he or she is walking. WLAN fingerprint- based navigation systems benefit from the processes followed in this research and results achieved to reduce its workload and improve its positioning estimations.

Development of an integrative approach for the characterization of ecological risk on marine transition ecosystems: the Sado Estuary as a case study

Estuaries and other transitional waters are complex ecosystems critically important as nursery and shelter areas for organisms. Also, humans depend on estuaries for multiple socio-economical activities such as urbanism, tourism, heavy industry, (taking advantage of shipping), fisheries and aquaculture, the development of which led to strong historical pressures, with emphasis on pollution. The degradation of estuarine environmental quality implies ecologic, economic and social prejudice, hence the importance of evaluating environmental quality through the identification of stressors and impacts. The Sado Estuary (SW Portugal) holds the characteristics of industrialized estuaries, which results in multiple adverse impacts. Still, it has recently been considered moderately contaminated. In fact, many studies were conducted in the past few years, albeit scattered due to the absence of true biomonitoring programmes. As such, there is a need to integrate the information, in order to obtain a holistic perspective of the area able to assist management and decision-making. As such, a geographical information system (GIS) was created based on sediment contamination and biomarker data collected from a decade-long time-series of publications. Four impacted and a reference areas were identified, characterized by distinct sediment contamination patterns related to different hot spots and diffuse sources of toxicants. The potential risk of sediment-bound toxicants was determined by contrasting the levels of pollutants with available sediment quality guidelines, followed by their integration through the Sediment Quality guideline Quotient (SQG-Q). The SQG-Q estimates per toxicant or class was then subjected to georreferencing and statistical analyses between the five distinct areas and seasons. Biomarker responses were integrated through the Biomarkers Consistency Indice and georreferenced as well through GIS. Overall, in spite of the multiple biological traits surveyed, the biomarker data (from several organisms) are accordant with sediment contamination. The most impacted areas were the shipyard area and adjacent industrial belt, followed by urban and agricultural grounds. It is evident that the estuary, although globally moderately impacted, is very heterogeneous and affected by a cocktail of contaminants, especially metals and polycyclic aromatic hydrocarbon. Although elements (like copper, zinc and even arsenic) may originate from the geology of the hydrographic basin of the Sado River, the majority of the remaining contaminants results from human activities. The present work revealed that the estuary should be divided into distinct biogeographic units, in order to implement effective measures to safeguard environmental quality.

Proteómica microbiana: análise comparativa da bactéria redutora de sulfato Desulfovibrio desulfuricans ATCC 27774 e das actinobactérias Salinispora arenicola e Salinispora pacifica

As bactérias redutoras de sulfato (BRS) são um grupo diversificado de micro-organismos anaeróbios que obtêm energia a partir da redução dissimilativa do sulfato. Algumas espécies de BRS possuem versatilidade a nível respiratório, como é o caso de Desulfovibrio desulfuricans ATCC 27774, devido à utilização de aceitadores finais de eletrões alternativos. Neste contexto, o objetivo da primeira parte desta dissertação consistiu na identificação das ferramentas metabólicas (proteínas) envolvidas na flexibilidade respiratória desta bacteria induzidas por diferentes aceitadores de eletrões (nitrato vs sulfato). Assim, os extratos proteicos totais de células de D. desulfuricans crescidas em meios VMN com nitrato ou sulfato, foram analisados por eletroforese bidimensional (2DE), num gradiente de pH 4 - 7. Nas condições experimentais testadas, foram observados 604 e 519 spots de proteínas nos géis de células crescidas em meio contendo nitrato ou sulfato, respetivamente. Pela avaliação estatística foi possível observar aproximadamente 25 % de spots diferenciais. Os resultados obtidos sugerem que na presença de nitrato, a bactéria não só cresce mais rapidamente e com maior rendimento, como também produz uma maior quantidade de proteínas. Estes dados foram relacionados com a adaptação de D. desulfuricans ao substrato respiratório alternativo. Tal como esperado, nos ensaios das atividades enzimáticas das redutases do nitrito e do nitrato, foi possível observar maior atividade nos extratos das células crescidas em nitrato do que em sulfato. As actinobactérias marinhas do género Salinispora, têm vindo a ser exploradas como fontes de biofármacos naturais. Assim, na segunda parte deste trabalho, realizou-se um estudo preliminar, que pretendeu caracterizar as proteínas envolvidas na biossíntese destes compostos bioactivos em S. arenicola e de S. pacifica. Para tal, foi utilizada uma abordagem proteómica diferencial, baseada em 2DE. Surpreendentemente, os perfis proteicos das duas espécies mostraram-se bastante distintos, tendo-se identificado apenas 37 spots comuns entre os 650 observados no gel de S. arenicola e 510 no gel de S. pacifica.

Modelação do risco de incêndio florestal à escala municipal com recurso a dados de detecção remota

Neste projecto é testada uma metodologia para actualização de mapas de ocupação do solo já existentes, derivados de fotografia aérea, usando uma imagem satélite para posterior modelação com vista à obtenção da cartografia do risco de incêndio actualizada. Os diferentes passos metodológicos na fase da actualização dos mapas de ocupação de solo são: Classificação digital das novas ocupações, Produção do mapa de alterações, Integração de informação auxiliar, Actualização da Cartografia Temática. Para a produção do mapa de alterações a detecção de alterações foi efectuada através de expressões de Álgebra de Mapas. A classificação digital foi realizada com um classificador assistido - Classificador da Máxima Verosimilhança. A integração de informação auxiliar serviu para melhorar os resultados da classificação digital, nomeadamente em termos das áreas ardidas permitindo uma resolução temática mais detalhada. A actualização resultou da sobreposição do mapa das áreas alteradas classificadas com o mapa desactualizado. Como produto obteve-se a Carta de Alterações da Ocupação do Solo com Potencial Influência no Risco de Incêndio actualizada para 2008, base para a fase da Modelação do Risco. A metodologia foi testada no concelho de Viseu, Centro de Portugal. A Carta de Uso e Ocupação do Solo de Portugal Continental para 2007 (COS2007) foi utilizada como carta de referência. A nova carta actualizada para 2008, no concelho de Viseu, apresenta 103 classes temáticas, 1ha de unidade mínima e 90% de precisão global. A modelação do risco de incêndio geralmente é feita através de índices que variam, de forma geral, numa escala qualitativa, tendo como fim possibilitar a definição de acções de planeamento e ordenamento florestal no âmbito da defesa da floresta contra incêndios. Desta forma, as cartas de risco são indicadas para acções de prevenção, devendo ser utilizadas em conjunto com a carta da perigosidade que juntas podem ser utilizadas em acções de planeamento, em acções de combate e supressão. A metodologia testada, neste projecto, para elaboração de cartografia de risco foi, a proposta por Verde (2008) e adoptada pela AFN (2012). Os resultados apresentados vão precisamente ao encontro do que diz respeito no Guia Técnico para Plano Municipal de Defesa da Floresta Contra Incêndios, "O mapa de Risco combina as componentes do mapa de perigosidade com as componentes do dano potencial (vulnerabilidade e valor) para indicar qual o potencial de perda face ao incêndio florestal".

A Problemática da Erosão Costeira: O Caso Específico da Praia do Pedrógão

Ao longo das últimas décadas, tem-se verificado uma crescente ocupação populacional e urbanística, em paralelo com a concentração de diversas actividades económicas, ao longo das zonas costeiras. Neste sentido, torna-se fulcral o desenvolvimento de políticas de gestão integrada destes ecossistemas naturais, dada a sua grande vulnerabilidade, no que respeita aos usos e ocupação do solo. Como resultado de acções naturais e do Homem (na sua grande maioria), a erosão estabelece-se como o principal problema que assola as zonas costeiras, em Portugal. Neste sentido, as Tecnologias de Informação Geográfica, em especial os Sistemas de Informação Geográfica, conferem-se como importantes ferramentas, tanto na monitorização do litoral, como no apoio aos processos de tomada de decisão. A presente dissertação detém, como principal objectivo, demonstrar as mais-valias dos SIG no estudo das zonas costeiras, especialmente na área da prevenção. Tendo como área de estudo a praia do Pedrógão, em Leiria, considerando o período temporal 1947 – 2014 (1947-1983; 1983-2003; 2003-2007; 2007-2012; 2012-2014), propõe-se: estabelecer uma base cartográfica que analise, espacialmente, o comportamento da linha da costa face à gradual erosão; quantificar as taxas de erosão/acreção e, por fim, proceder à delimitação de faixas de perigo, em paralelo com a análise dos resultados previamente conseguidos, assim como da topografia do local em análise. Para o troço costeiro seleccionado, é de constatar que existe, efectivamente, um recuo da linha da costa, especialmente na praia Sul (Praia dos Campistas), onde se regista o maior recuo médio anual (-17.72m, entre 2012-2014). Na praia Norte, as v taxas anuais variam entre os -0.64m (1947-1983) e os -15.07m (2012-2014), tendo apresentado valores de acreção, com excepção para o intervalo de tempo mais recente. É certo que as recargas de areia, iniciadas em 2011, procuram minimizar os impactos da erosão, o que pode condicionar os resultados obtidos. Por outro lado, no que respeita às faixas de perigo, é certo que, com o recuar da costa, há uma tendência da frente urbana aproximar-se do nível de “perigo muito elevado”. Nesse sentido, a grande maioria do edificado situa-se na faixa de perigo moderado (211 edifícios), constatando-se que outra grande parte (193 edifícios) não se encontre ameaçado. De um total de 413 edifícios, apenas 1 encontra-se em perigo elevado. Mantendo-se esta tendência de recuo da costa e tendo por base o trabalho de campo efectuado, estima-se que os valores apresentados venham a alterar-se, isto é, tanto a população local, como o edificado tendem a aproximar-se do perigo máximo/elevado.

Application of geographic information system and modelling in health impact assessment for urban road mobility in Vietnam

Transport is an essential sector in modern societies. It connects economic sectors and industries. Next to its contribution to economic development and social interconnection, it also causes adverse impacts on the environment and results in health hazards. Transport is a major source of ground air pollution, especially in urban areas, and therefore contributing to the health problems, such as cardiovascular and respiratory diseases, cancer, and physical injuries. This thesis presents the results of a health risk assessment that quantifies the mortality and the diseases associated with particulate matter pollution resulting from urban road transport in Hai Phong City, Vietnam. The focus is on the integration of modelling and GIS approaches in the exposure analysis to increase the accuracy of the assessment and to produce timely and consistent assessment results. The modelling was done to estimate traffic conditions and concentrations of particulate matters based on geo-references data. A simplified health risk assessment was also done for Ha Noi based on monitoring data that allows a comparison of the results between the two cases. The results of the case studies show that health risk assessment based on modelling data can provide a much more detail results and allows assessing health impacts of different mobility development options at micro level. The use of modeling and GIS as a common platform for the integration of different assessments (environmental, health, socio-economic, etc.) provides various strengths, especially in capitalising on the available data stored in different units and forms and allows handling large amount of data. The use of models and GIS in a health risk assessment, from a decision making point of view, can reduce the processing/waiting time while providing a view at different scales: from micro scale (sections of a city) to a macro scale. It also helps visualising the links between air quality and health outcomes which is useful discussing different development options. However, a number of improvements can be made to further advance the integration. An improved integration programme of the data will facilitate the application of integrated models in policy-making. Data on mobility survey, environmental monitoring and measuring must be standardised and legalised. Various traffic models, together with emission and dispersion models, should be tested and more attention should be given to their uncertainty and sensitivity

Politicization of non-political events

Spatial analysis and social network analysis typically take into consideration social processes in specific contexts of geographical or network space. The research in political science increasingly strives to model heterogeneity and spatial dependence. To better understand and geographically model the relationship between “non-political” events, streaming data from social networks, and political climate was the primary objective of the current study. Geographic information systems (GIS) are useful tools in the organization and analysis of streaming data from social networks. In this study, geographical and statistical analysis were combined in order to define the temporal and spatial nature of the data eminating from the popular social network Twitter during the 2014 FIFA World Cup. The study spans the entire globe because Twitter’s geotagging function, the fundamental data that makes this study possible, is not limited to a geographic area. By examining the public reactions to an inherenlty non-political event, this study serves to illuminate broader questions about social behavior and spatial dependence. From a practical perspective, the analyses demonstrate how the discussion of political topics fluсtuate according to football matches. Tableau and Rapidminer, in addition to a set basic statistical methods, were applied to find patterns in the social behavior in space and time in different geographic regions. It was found some insight into the relationship between an ostensibly non-political event – the World Cup - and public opinion transmitted by social media. The methodology could serve as a prototype for future studies and guide policy makers in governmental and non-governmental organizations in gauging the public opinion in certain geographic locations.

Analysis of panoramio photo tags in order to extract land use information

In the recent past, hardly anyone could predict this course of GIS development. GIS is moving from desktop to cloud. Web 2.0 enabled people to input data into web. These data are becoming increasingly geolocated. Big amounts of data formed something that is called "Big Data". Scientists still don't know how to deal with it completely. Different Data Mining tools are used for trying to extract some useful information from this Big Data. In our study, we also deal with one part of these data - User Generated Geographic Content (UGGC). The Panoramio initiative allows people to upload photos and describe them with tags. These photos are geolocated, which means that they have exact location on the Earth's surface according to a certain spatial reference system. By using Data Mining tools, we are trying to answer if it is possible to extract land use information from Panoramio photo tags. Also, we tried to answer to what extent this information could be accurate. At the end, we compared different Data Mining methods in order to distinguish which one has the most suited performances for this kind of data, which is text. Our answers are quite encouraging. With more than 70% of accuracy, we proved that extracting land use information is possible to some extent. Also, we found Memory Based Reasoning (MBR) method the most suitable method for this kind of data in all cases.

Information provision improvement with a geofencing event-bases system

Nowadays there is a big percentage of the population, specially young users, which are smartphone users and there is a lot of information to be provided within the applications, information provision should be done carefully and should be accurate, otherwise an overload of information will be produced, and the user will discard the app which is providing the information. Mobile devices are becoming smarter and provide many ways to filter information. However, there are alternatives to improve information provision from the side of the application. Some examples are, taking into account the local time, considering the battery level before doing an action and checking the user location to send personalized information attached to that location. SmartCampus and SmartCities are becoming a reality and they have more and more data integrated every day. With all this amount of data it is crucial to decide when and where is the user going to receive a notification with new information. Geofencing is a technique which allows applications to deliver information in a more useful way, in the right time and in the right place. It consists of geofences, physical regions delimited by boundaries, and devices that are eligible to receive the information assigned to the geofence. When devices cross one of these geofences an alert is pushed to the mobile device with the information.

Identifying the urban communities of New York City using bikeshare data from NYC citibike

This study identifies a measure of the cultural importance of an area within a city. It does so by making use of origindestination trip data and the bike stations of the bike share system in New York City as a proxy to study the city. Rarely is movement in the city studied at such a small scale. The change in strength of the similarity of movement between each station is studied. It is the first study to provide this measure of importance for every point in the system. This measure is then related to the characteristics which make for vibrant city communities, namely highly mixed land use types. It reveals that the spatial pattern of important areas remains constant over differing time periods. Communities are then characterised by the land uses surrounding these stations with high measures of importance. Finally it identifies the areas of global cultural importance alongside the areas of local importance to the city.

Analysis and visualization of energy use for university campus

The reduction of greenhouse gas emissions is one of the big global challenges for the next decades due to its severe impact on the atmosphere that leads to a change in the climate and other environmental factors. One of the main sources of greenhouse gas is energy consumption, therefore a number of initiatives and calls for awareness and sustainability in energy use are issued among different types of institutional and organizations. The European Council adopted in 2007 energy and climate change objectives for 20% improvement until 2020. All European countries are required to use energy with more efficiency. Several steps could be conducted for energy reduction: understanding the buildings behavior through time, revealing the factors that influence the consumption, applying the right measurement for reduction and sustainability, visualizing the hidden connection between our daily habits impacts on the natural world and promoting to more sustainable life. Researchers have suggested that feedback visualization can effectively encourage conservation with energy reduction rate of 18%. Furthermore, researchers have contributed to the identification process of a set of factors which are very likely to influence consumption. Such as occupancy level, occupants behavior, environmental conditions, building thermal envelope, climate zones, etc. Nowadays, the amount of energy consumption at the university campuses are huge and it needs great effort to meet the reduction requested by European Council as well as the cost reduction. Thus, the present study was performed on the university buildings as a use case to: a. Investigate the most dynamic influence factors on energy consumption in campus; b. Implement prediction model for electricity consumption using different techniques, such as the traditional regression way and the alternative machine learning techniques; and c. Assist energy management by providing a real time energy feedback and visualization in campus for more awareness and better decision making. This methodology is implemented to the use case of University Jaume I (UJI), located in Castellon, Spain.

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.

O uso da Deteção Remota para a extração de Indicadores Urbanos

Nas últimas décadas o aumento da expansão das áreas urbanas conduziu a rápidas mudanças nos ambientes urbanos. Estas mudanças necessitam de uma observação e compreensão, por forma a permitir a monitorização e avaliação do processo de planeamento urbano. A utilização de dados obtidos por Deteção Remota (DR), aliada aos Sistemas de Informação Geográfica (SIG), surge como uma fonte de informação válida para modelar, recolher, armazenar, exibir e analisar os sistemas urbanos. Neste contexto, a informação planimétrica e altimétrica recolhida por sensores remotos pode ser explorada por forma a extrair informação acerca do uso e ocupação do solo, e apresenta-la sob a forma de indicadores para apoio à decisão. Um sistema de indicadores urbanos baseados em dados obtidos por DR constitui uma ferramenta para as cidades transmitirem os diferentes riscos urbanos bem como na promoção de medidas e estratégias para um eficiente planeamento urbano. A dissertação de mestrado proposta tem como principal objetivo a criação de um sistema de indicadores urbanos que caracterize a cidade de Lisboa ao nível das áreas verdes e do volume construído. Assim, de forma a atingir o objetivo principal é desenvolvida uma metodologia baseada em informação altimétrica e planimétrica que permite analisar as áreas verdes da cidade de Lisboa bem como o volume construído. A informação altimétrica urbana (3D) é derivada de dados cartográficos oficiais (curvas de nível que originam um Modelo Digital de Terreno) e informação recolhida por LiDAR (Light Detection And Ranging) (que representa o Modelo Digital de Superfície). A informação 2D é extraída de uma imagem do satélite de alta resolução Worldview-2 de 2010, com um pixel de 0,5m, do concelho de Lisboa, através de técnicas de processamento digital de imagem. A informação recolhida permite, por um lado a modelação 3D do edificado, e por outro a quantificação 2D da cobertura vegetal em meio urbano. Posteriormente, num ambiente SIG, a informação extraída é cruzada com dados censitários e dados de uso e ocupação do solo. A análise ocorre tendo por base as Subsecções Estatísticas (SSE) da cidade de Lisboa (INE, 2011) e o sistema proposto inclui assim a extração de indicadores divididos tematicamente em indicadores de área e indicadores de volume. Os resultados obtidos permitem relacionar as áreas verdes, a população e o volume construído.

Spatial distribution of trachoma cases in the City of Bauru, State of São Paulo, Brazil, detected in 2006: defining key areas for improvement of health resources

IntroductionThe objective of this study was to analyze the spatial behavior of the occurrence of trachoma cases detected in the City of Bauru, State of São Paulo, Brazil, in 2006 in order to use the information collected to set priority areas for optimization of health resources.Methodsthe trachoma cases identified in 2006 were georeferenced. The data evaluated were: schools where the trachoma cases studied, data from the 2000 Census, census tract, type of housing, water supply conditions, distribution of income and levels of education of household heads. In the Google Earth® software and TerraView® were made descriptive spatial analysis and estimates of the Kernel. Each area was studied by interpolation of the density surfaces exposing events to facilitate to recognize the clusters.ResultsOf the 66 cases detected, only one (1.5%) was not a resident of the city's outskirts. A positive association was detected of trachoma cases and the percentage of heads of household with income below three minimum wages and schooling under eight years of education.ConclusionsThe recognition of the spatial distribution of trachoma cases coincided with the areas of greatest social inequality in Bauru City. The micro-areas identified are those that should be prioritized in the rationalization of health resources. There is the possibility of using the trachoma cases detected as an indicator of performance of micro priority health programs.

História e Saber Tropical: Memória de Gago para além das suas políticas

A morte súbita de José Mariano Gago aos 66 anos gerou consternação nos seus numerosos amigos e admiradores em Portugal e no estrangeiro. Governante mais durável do regime, a sua obra recebeu tributos unânimes cá dentro, sendo amplamente creditado lá fora por ter criado o Conselho Europeu de Investigação (ERC). Estão disponíveis inúmeros testemunhos num sítio dedicado, foi publicada em sua memória um volume de estudos sobre ciência e ensino superior em Portugal e preparam-se mais homenagens. Esta destaca dois aspetos menos conhecidos do físico e político português, amor pela história pátria e consciência da relação desta com o saber tropical, antes de apreciar a retrospetiva oficial. Focando um retrato de Damião de Góis que desejava oferecer na Flandres e acreditava que eu poderia localizar, a minha homenagem a Mariano pretende ir para além do Palácio das Laranjeiras, onde governou, e da Europa, onde estudou.