Reintroduction of the Eurasian otter (Lutra lutra) in Muga and Fluvià basins (north-eastern Spain): viability, development, monitoring and trends of the new population

Aquesta tesi es basa en el programa de reintroducció de la llúdriga eurasiàtica (Lutra lutra) a les conques dels rius Muga i Fluvià (Catalunya) durant la segona meitat dels 1990s. Els objectius de la tesi foren demostrar la viabilitat de la reintroducció, demostrar l'èxit de la mateixa, estudiar aspectes ecològics i etològics de l'espècie, aprofitant l'oportunitat única de gaudir d'una població "de disseny" i determinar les probabilitats de supervivència de la població a llarg termini. La reintroducció de la llúdriga a les conques dels rius Muga i Fluvià va reeixir, doncs l'àrea geogràfica ocupada efectivament es va incrementar fins a un 64% d'estacions positives a l'hivern 2001-02. La troballa de tres exemplars adults nascuts a l'àrea de reintroducció és una altra prova que valida l'èxit del programa. La densitat d'exemplars calculada a través dels censos visuals ha resultat baixa (0.04-0.11 llúdrigues/km), però s'aproxima al que hom pot esperar en els primers estadis d'una població reintroduïda, encara poc nombrosa però distribuïda en una gran àrea. La mortalitat post-alliberament va ser del 22% un any després de l'alliberament, similar o inferior a la d'altres programes de reintroducció de llúdrigues reeixits. La mortalitat va ser deguda principalment a atropellaments (56%). El patró d'activitat de les llúdrigues reintroduïdes va esdevenir principalment nocturn i crepuscular, amb una escassa activitat diürna. Les seves àrees vitals van ser del mateix ordre (34,2 km) que les calculades en d'altres estudis realitzats a Europa. La longitud mitjana de riu recorreguda per una llúdriga durant 24 hores va ser de 4,2 km per les femelles i 7,6 km pels mascles. Durant el període de radioseguiment dues femelles van criar i els seus moviments van poder ser estudiats amb deteniment. La resposta de la nova població de llúdrigues a les fluctuacions estacionals en la disponibilitat d'aigua, habitual a les regions mediterrànies, va consistir en la concentració en una àrea menor durant el període de sequera estival, a causa de l'increment de trams secs, inhabitables per la llúdriga per la manca d'aliment, fet que va provocar expansions i contraccions periòdiques en l'àrea de distribució. La persistència a llarg termini de la població reintroduïda va ser estudiada mitjançant una Anàlisi de Viabilitat Poblacional (PVA). El resultat va ser un baix risc d'extinció de la població en els propers 100 anys i la majoria dels escenaris simulats (65%) van assolir el criteri d'un mínim de 90% de probabilitat de supervivència. Del model poblacional construït es dedueix que un punt clau per assegurar la viabilitat de la població reintroduïda és la reducció de la mortalitat accidental. A l'àrea d'estudi, els atropellaments causen més del 50% de la mortalitat i aquesta pot ser reduïda mitjançant la construcció de passos de fauna, el tancament lateral d'alguns trams de carretera perillosos i el control de la velocitat en algunes vies. El projecte de reintroducció ha posat a punt un protocol per a la captura, maneig i alliberament de llúdrigues salvatges, que pot contenir informació útil per a programes similars. També ha suposat una oportunitat única d'estudiar una població dissenyada artificialment i poder comparar diversos mètodes per estimar la distribució i la densitat de poblacions de llúdrigues. Per últim, la reintroducció portada a terme a les conques dels rius Muga i Fluvià ha aconseguit crear una nova població de llúdrigues, que persisteix en el temps, que es reprodueix regularment i que es dispersa progressivament, fins i tot a noves conques fluvials.

Índexos de localització i deslocalització derivats de la densitat bielectrònica: anàlisi i aplicacions en estructura molecular, reactivitat química i aromaticitat

La present tesi doctoral s'emmarca dins el camp de la química teòrica i computacional. El primer objectiu, que va ser el de partida, consistia a veure si els índexos bielectrònics derivats de la teoria AIM podien ser útils per estudiar la reorganització electrònica al llarg d'una reacció. De forma paral·lela es va plantejar un objectiu metodològic, el càlcul dels índexos mencionats a altres nivells de teoria, com podia ser DFT o CI. CI. Aquests dos objectius varen portar a molts d'altres, tot i que els principals són: Objectiu 1. Estudi de la reorganització de parells d'electrons al llarg d'una reacció. Objectiu 2. Efecte de la solvatació sobre l'estructura de parells d'electrons d'una molècula. Objectiu 3. Càlcul dels índexos de localització i deslocalització als nivells de teoria del funcional de la densitat i post-Hartree-Fock. Objectiu 4. Caracterització de l'enllaç per pont d'hidrogen per mitjà de l'estructura dels parells d'electrons. Objectiu 5. L'índex de deslocalització: nou criteri electrònic d'aromaticitat.

El estatuto jurídico de los trabajadores nacionales de terceros Estados: especial referencia al Acuerdo de Asociación con Turquía

L'objectiu de la tesi es centra en la definició, en l'àmbit de l'ordenament comunitari, de l'actual estatut jurídic dels treballadors extracomunitaris assalariats que formen part del mercat de treball regular d'un Estat membre. Els treballadors nacionals de tercers països que formen part del mercat de treball regular d'un Estat comunitari, així com els membres de les seves famílies, gaudeixen d'un estatut jurídic fragmentat: els seus drets són variables, depenen de la norma que els regula. En aquest sentit, la situació varia en funció de la llei interna de l'Estat d'acollida, l'existència o no d'acords bilaterals entre l'Estat d'acollida i l'Estat d'origen, i les normes de dret comunitari. Aquesta situació també és diferent atenent a l'existència i el contingut d'un acord extern celebrat per la Comunitat i els seus Estats membres i el país de la nacionalitat de l'immigrant, aquest aspecte centra el present estudi. Els acords que s'analitzen són aquells que juntament amb aspectes econòmics, contenen disposicions relatives als treballadors, i que s'han celebrat, prenent com a base jurídica l'actual article 310 TCE, amb països geogràficament fronterers amb la Unió Europea. D'entre ells, el model a seguir és l'Acord d'Associació amb Turquia, que preveu uns objectius més amplis, com ara la creació d'una unió duanera enfront a la zona de lliure comerç prevista en els altres acords i que s'ha desenvolupat mitjançant les decisions adoptades pel seu Consell d'Associació. Aquest acord ha estat objecte d'una àmplia jurisprudència per part del Tribunal europeu, relativa a l'aplicació i la interpretació de les seves disposicions. A fi de delimitar l'abast de les disposicions de l'Acord, i valorar si es tracta d'un estatut privilegiat respecte del dels altres treballadors extracomunitaris, es comparen les seves disposicions amb les corresponents a les dels acords celebrats amb els països del Magreb, entenent per aquests el Marroc, Tunísia i Algèria i amb els 10 països d' Europa Central i Oriental (els anomenats PECO's). A fi de clarificar l'estatut jurídic dels treballadors extracomunitaris, és necessari entrar a considerar altres aspectes directament relacionats amb aquest estatut, com són les condicions d'accés i de permanència en un Estat, matèries, que, fins a l'entrada en vigor del Tractat d'Amsterdam, eren competència exclusiva de cadascun dels Estats membres. De totes maneres, no es fa un estudi comparatiu de les diferents legislacions internes en matèria d'immigració, donat que l'àmbit d'anàlisi es limita a l'ordenament comunitari, i no a l'ordenament intern. La tesi s'estructura en dues parts diferenciades, correspon la primera als 2 Capítols inicials i la segona als altres 3. En els dos primers Capítols se segueix un criteri cronològic, començant amb el Tractat de Roma i culminant amb el Tractat de Niça. En aquests Capítols s'analitzen les possibles bases jurídiques del dret originari que podien haver-se utilitzat, així com la cooperació que varen fer els Estats membres, tant a dins com a fora, de la Unió Europea, en relació a les mesures adoptades destinades a la regulació de l'accés i de l'estatut jurídic dels treballadors immigrants. L'entrada en vigor, l'1 de maig de 1999 del Tractat d'Amsterdam ha suposat un important avenç per a l'atribució de competències a la Comunitat en matèria d'immigració, que queda vinculada al nou objectiu de la creació de l'espai de llibertat, seguretat i justícia. A partir d'aquest moment, s'assumeix la lliure circulació de persones com objectiu propi, que requereix la regulació del control a les fronteres externes, d'asil, de la immigració i de la cooperació dels Estats membres en la prevenció i la lluita contra la delinqüència. Això es concreta en la comunitarització d'una part del Tercer Pilar destinada a visats, asil i immigració, amb l'exclusió del Regne Unit, Irlanda i Dinamarca, i en la integració del cabal Schengen a l'estructura de la Unió Europea, tot i que permetent una exclusió per al Regne Unit i Irlanda. Es crea, doncs, una cooperació sui generis plena de solucions d'enginyeria jurídica, que si bé suposa un avenç, trenca la unitat i l'homogeneïtat del dret comunitari. Tot i aquestes complexitats tècniques que deriven de la reforma del Tractat d'Amsterdam, el nou article 63 en els seus apartats 3 i 4 permet abordar, a través de la coordinació o de l'harmonització, els temes d'interès comú vinculats al fenomen de la immigració. Entre ells, hi ha la possibilitat d'elaborar un estatut comú per als treballadors no comunitaris. Les iniciatives legislatives presentades des de l'entrada en vigor del Tractat d'Amsterdam demostren l'acceleració en l'elaboració i el desenvolupament d'una política comunitària d'immigració, integrada en uns objectius comuns, per primera vegada sembla realista pensar en l'adopció d'un estatut jurídic únic per l'extracomunitari que sigui resident de llarga durada. Tot i que aquest estatut pot quedar configurat com un estàndard mínim de protecció, considero que la seva adopció constituiria un pas de gran rellevància en la clarificació dels drets d'aquest col·lectiu de treballadors. Els altres tres Capítols conformen la segona part de la tesi, dedicada a analitzar l'actual estatut dels treballadors nacionals de tercers Estats. Aquest estatut es caracteritza pel seu caràcter fragmentat, que deriva de la diversitat de les disposicions contingudes en els acords externs. Mitjançant un estudi comparatiu, s'analitzen els objectius, l'estructura, els antecedents i el desenvolupament dels acords celebrats amb Turquia, amb els països del Magreb i amb els PECO's. El contingut dels objectius d'aquests acords constata que ens trobem davant 3 models diferents que reflecteixen una disminució del compromís comunitari. El Tribunal de Justícia, en la seva jurisprudència, ha manifestat que tant els acords externs celebrats per la Comunitat, com les decisions adoptades pels òrgans que els desenvolupen, formen part de l'ordenament jurídic comunitari. El Tribunal de Justícia és l'òrgan competent per interpretar-los, contribuint a clarificar el contingut d'aquests instruments jurídics. Aquesta perspectiva es completa amb l'anàlisi de les nocions que recullen els acords externs, a fi de dilucidar si un mateix terme té idèntic contingut, i si, tot i la diversitat dels instruments jurídics utilitzats, tenen una mateixa interpretació jurisprudencial. Per aquest motiu ha estat necessari, que el Tribunal de Justícia determinés l'abast dels diferents conceptes emprats, i clarifiqués si és el mateix que el relatiu als treballadors comunitaris o és diferent. La redacció dels acords estudiats reflecteix un estatut jurídic privilegiat per als treballadors turcs en relació als altres treballadors immigrants. Els treballadors originaris dels països d'Europa Central i Oriental o del Magreb, podran millorar la seva situació actual en la mesura en què les disposicions dels seus respectius acords siguin, en el futur, desenvolupades. De totes maneres, aquesta situació de privilegi que ha estat un fet fins el moment actual, ha canviat amb l'entrada en vigor de diferents lleis d'estrangeria estatals, i pot modificar-se, també, amb el desenvolupament del Tractat d'Amsterdam. Actualment, a un treballador turc li perjudica, més que no beneficia el sistema de terminis que per accedir a un lloc de treball preveu la Decisió 1/80. Els treballadors turcs que formen part del mercat regular de treball d'un Estat membre haurien de quedar protegits pel règim jurídic que els sigui més beneficiós, amb independència de que aquest sigui l'intern de l'Estat d'acollida, el comunitari previst a l'Acord d'Associació i el seu posterior desenvolupament, o el que derivi de les futures directives quan entrin en vigor. Si bé aquestes disposicions dels Acords d'Associació varen ser positives, actualment hauran de ser objecte de modificació, la qual cosa no implica la seva desaparició. El seu contingut haurà de tendir a ressaltar l'especificitat de les relacions que es volen establir amb un tercer Estat concret, establint en aquest sentit un tractament preferent als seus nacionals enfront als altres immigrants, i reconeixent el seu dret de residència com derivat del permís de treball. De tota manera, amb l'entrada en vigor de la directiva relativa a l'estatut dels residents de llarga durada, aquest règim privilegiat només afectarà als immigrants residents legals a l'Estat d'acollida durant els primers 5 anys, és a dir, abans de que se'ls concedeixi el citat estatut.

La eximente de miedo insuperable (art. 20.6 CP)

La te si doctoral tracte d' una causa d' exempció de la responsabilitat penal reconeguda a l'article 20.6 del vigent codi penal: la por insuperable. L' objectiu principal de la tesi és donar un contingut a aquesta eximent per tal de que trobi l'adient reconeixement als tribunals, que tradicionalment han ignorat aquesta eximent. El primer capítol de la tesi tracta del seu fonament, és a dir, de la raó o raons que han portat al legislador a reconèixer la por insuperable com a una causa de exempció de la responsabilitat penal. L'anàlisi del fonament de la por insuperable s'estudia a l'àmbit de les doctrines de justificació del dret penal (teories de la pena). Partint d' aquestes doctrines de justificació trobem que la doctrina utilitarista no pot fonamentar sòlidament l'eximent de por insuperable, doncs aquesta eximent no té a veure amb la maximització de la felicitat col·lectiva sinó més aviat amb qüestions de responsabilitat personal. Per això, en la tesi el fonament de la por insuperable es situa al marc de les doctrines retribucionistes i mixtes. Per a aquestes doctrines el fonament de l'exempció de pena en el cas de la por insuperable és l'afecció a la voluntat o llibertat d'elecció que es dóna en les situacions de por insuperable. Però aquesta afecció de la llibertat d' elecció no es pot interpretar com una pèrdua de les facultats psíquiques de la persona, tal i com, erròniament interpreten els nostres tribunal s, doncs la persona que es veu amenaçada no perd les seves facultats per valorar la situació. Per tant, "insuperable" no vol dir insuperable psicològicament, sinó que amb aquest adjectiu el legislador està fent referència a una avaluació normativa: es tracta d'una situació en la que no es pot exigir a la persona que superi la por que pateix i s'enfronti al amenaça. A la tesi es defensa aquesta reconstrucció normativa de l'eximent, posant de relleu, però, que el fonament de l'exempció de pena és la preferència legítima pels propis interessos. La base del principi d'inexigibilitat o raonabilitat és la legitimitat d'una valoració parcial del conflicte en el que es troba la persona, quan l' amenaça afecta als seus bens o als d'aquells pels que se sent afectivament lligat. Al segon capítol s' analitza el problema de la naturalesa jurídica de l'eximent de por insuperable. El cert és que la doctrina penal majoritària considera que la por insuperable és una causa d'inculpabilitat, malgrat que no han tampoc faltat autors que hagin catalogat a aquesta eximent com una causa de justificació. A la tesi s'analitzen els arguments tradicionalment utilitzats per la doctrina penal per a concloure que la por insuperable pertany a la categoria de la culpabilitat, posant de relleu que aquests arguments no semblen convincents. Això no obstant, no vol dir que l'eximent de por insuperable sigui en realitat una causa de justificació, però cal trobar una explicació més solida pel fet que aquesta eximent es consideri una causa d'inculpabilitat. Aquesta explicació pren com a punt de partida la diferència entre la valoració imparcial d'un conflicte (és a dir, la valoració que faria una persona no implicada en el conflicte) i la valoració parcial (és a dir, la valoració que fa la persona que es troba en aquell conflicte) del mateix. A la tesi es defensa que en las situacions d'amenaça i conflicte de bens jurídics, quan ambdós es troben en la mateixa situació enfront el dret, la justificació de la conducta necessita una fonamentació més forta que la valoració parcial del conflicte, doncs a nivell d' antijuridicitat, on el legislador valora els conflictes, s' ha de donar el mateix valors als bens jurídics de tots els ciutadans, sense que es pugui aquí apel·lar a preferències personals. La valoració parcial del conflicte queda amb això reservada per a un altre nivell de la teoria del delicte: la culpabilitat, on no és tracte ja de valorar un conflicte d'interessos com de decidir si la persona mereix un càstig pel seu fet. El tercer capítol tracta de la qüestió relativa als requisits que cal exigir per poder aplicar l'eximent de por insuperable. Certament, la llei penal no demana cap requisit concret per aplicar l'eximent, però les exigències normatives es troben en realitat resumides en l'adjectiu "insuperable" que acompanya i defineix a la por. La doctrina penal ha utilitzat tradicionalment el paràmetre del "home mig en la posició de l'autor" per a determinar quan la por és insuperable. Però aquest criteri de determinació de la insuperabilitat de la por té greus problemes, que porten que a la tesi es rebutgi i en el seu lloc es presentin tota una sèrie de requisits normatius que han de servir per determinar quan es pot considerar que la por és (normativament) insuperable. Aquests requisits es poden dividir en dos grans grups: per una part els requisits referents al mal que amenaça a la persona. Es tracta aquí de determinar com ha de ser aquest mal per tal de que es pugui aplicar l'eximent. Per altra banda, en segon lloc els requisits referents a l'acció defensiva duta a terme per la persona. Per últim, el quart capítol de la tesi es dedica a la delimitació de la por insuperable davant la resta d' eximents reconegudes pel codi penal. Es tracta aquí de determinar si la por insuperable té un àmbit reservat d' aplicació que justifiqui el seu manteniment al codi penal. La dificultat d'aquest tema és que l'eximent de por insuperable té relacions amb tota la resta d'eximents penals. En primer lloc amb les causes d'inimputabilitat reconegudes a l'art. 20.1 del codi penal: alienació mental i trastorn mental transitori. Però aquests casos no pertanyen en realitat a l'eximent de por insuperable sinó a les eximents d'alienació o trastorn mental transitori En segons lloc, l'eximent de por insuperable està relacionada amb les causes de justificació de legítima defensa, estat de necessitat i exercici legítim de un dret, ofici o càrrec i compliment del deure. A la tesi es defensa que l'eximent de por insuperable només es podrà aplicar quan, per no donar-se tots el requisits necessaris per aplicar alguna d'aquestes eximents, no es pugui justificar la conducta, però, malgrat això, hi hagin raons per no castigar la conducta, considerant-la inculpable. A la tesi s'analitzen detingudament aquests supòsits. Amb tot es pot afirmar que l'eximent de por insuperable és una eximent necessària que pot complir el paper d'eficaç clàusula de tancament del sistema de causes d'exempció de la responsabilitat penal.

Les seus episcopals de Girona i Empúries i les terres del nord-est de Catalunya a les fonts escrites d'època tardoantiga (segles IV-VII)

La present tesi pretèn ser,tal com el seu mateix nom indica, un estudi de totes aquelles informacions que ens proporcionen les fonts escrites d'època tardoantiga (segles IV-VII)i que fan referència, directament o indirecta, a les terres del nord-est de Catalunya.Fou aquesta àrea geogràfica la que, d'ençà el segle IX, i un cop superada la invasió sarraïna que suposà, entre altres coses, la definitiva desaparició de la seu episcopal emporitana, acabà per convertir-se en el futur territori del bisbat de Girona, una demarcació que englovava els antics dominis eclesiàstics i territorials de les seus visigòtiques de Gerunda i Impurias. És una realitat que l'estudi de la tardoantiguitat al nord-est de Catalunya ha experimentat un important impuls en els darrers anys. Es en aquest marc, que la investigació que presentem, pretén ser una aportació a una millor comprensió d'aquest període, amb la sistematització i catalogació de tots aquells textos, la cronologia dels quals abraça el període comprés entre els segles IV-VII, on es fa menció expressa a l'àrea geogràfica que ens ocupa. Aquest estudi s'estructura en set parts clarament diferenciades encara que interdependents entre si, cadascuna de les quals amb una especificitat i una metodologia pròpia. A la primera d'elles (caps.2-3), i a mode d'introducció, es fixen els límits territorials (marc geogràfic) i cronològics (marc històric) de la investigació, elements del tot indispensables i necessaris per a comprendre millor l'escenari on tenen lloc els fets descrits. Un segon gran apartat està enterament dedicat a l'estudi i anàlisi de les principals aportacions realitzades per la historiografia del nostre país en els darrers segles, del XVII fins a l'actualitat, en l'estudi del tema que ens ocupa. En tercer lloc, es passa a analitzar individualment totes i cadascuna de les referències textuals recollides en aquest estudi. L'anàlisi l'hem divididida en cin grans apartats, atenent i respectant la diversa tipologia de les fonts consultades: 1) els itineraria romana; 2) els textos de la patrologia tardoantiga; 3) les actes conciliars; 4) els textos litúrgics; i 5) l'epigrafia. L'estudi de cada text es realitza d'una manera global i sitemàtica, analitzant l'autor, el text i l'època de composició, i tot això en el marc més ampli de la societat del seu temps. Un apartat certament important és enterament dedicat a l'estudi dels orígens i difusió del culte al màrtir Feliu de Girona durant l'antiguitat tardana, a partir sobretot de la informació proporcionada per les fonts escrites i epigràfiques de l'època. El culte al màrtir gironí del segle IV fou, sense cap mena de dubtes, un dels elements característics i definidors en la vida de la Gerunda tardoantiga i, al mateix temps, un signe del gran prestigi assolit per la seu episcopal gironina a la resta d'Hispània durant l'antiguitat tardana. Finalment, i després de presentar, a tall de síntesi, les principals conclusions d'aquesta investigació, un darrer gran apartat ve constituït per un apèndix documental, en el qual s'hi recullen, seguint un criteri cronològic, tots els textos estudiats, transcrits segons les principals edicions crítiques citades. Val a dir, que en aquesta investigació hem utilitzat en la majoria dels casos les millors edicions crítiques de cadascuna de les obres estudiades, un fet que ha permès, en ocasions, corregir antigues transcripcions molt menys acurades i crítiques que s'havien inclòs en moltes de les obres dels darrers dos-cents anys on s'estudiava el període històric que ens ocupa.

A cell by cell anisotropic adaptive mesh ALE scheme for the numerical solution of the Euler equations

In this paper a cell by cell anisotropic adaptive mesh technique is added to an existing staggered mesh Lagrange plus remap finite element ALE code for the solution of the Euler equations. The quadrilateral finite elements may be subdivided isotropically or anisotropically and a hierarchical data structure is employed. An efficient computational method is proposed, which only solves on the finest level of resolution that exists for each part of the domain with disjoint or hanging nodes being used at resolution transitions. The Lagrangian, equipotential mesh relaxation and advection (solution remapping) steps are generalised so that they may be applied on the dynamic mesh. It is shown that for a radial Sod problem and a two-dimensional Riemann problem the anisotropic adaptive mesh method runs over eight times faster.

Consistent approximate models of the global atmosphere: shallow, deep, hydrostatic, quasi-hydrostatic and non-hydrostatic

We study global atmosphere models that are at least as accurate as the hydrostatic primitive equations (HPEs), reviewing known results and reporting some new ones. The HPEs make spherical geopotential and shallow atmosphere approximations in addition to the hydrostatic approximation. As is well known, a consistent application of the shallow atmosphere approximation requires omission of those Coriolis terms that vary as the cosine of latitude and of certain other terms in the components of the momentum equation. An approximate model is here regarded as consistent if it formally preserves conservation principles for axial angular momentum, energy and potential vorticity, and (following R. Müller) if its momentum component equations have Lagrange's form. Within these criteria, four consistent approximate global models, including the HPEs themselves, are identified in a height-coordinate framework. The four models, each of which includes the spherical geopotential approximation, correspond to whether the shallow atmosphere and hydrostatic (or quasi-hydrostatic) approximations are individually made or not made. Restrictions on representing the spatial variation of apparent gravity occur. Solution methods and the situation in a pressure-coordinate framework are discussed. © Crown copyright 2005.

Plant pathogens as suppressors of host defense

This chapter reviews our current knowledge about mechanisms of suppression developed by pathogens to avoid host defense responses. In general, plants perceive pathogens by diverse pathogen- or microbe- or even damage-associated molecular patterns (PAMPs, MAMPs, DAMPs) and induce a variety of defense mechanisms referred to as horizontal or basal resistance, nowadays designated PAMP-triggered immunity (PTI). In addition, plants can also recognize specific pathogen-derived effectors and have derived a highly specific defense response termed effector-triggered immunity (ETI), classically called R gene-mediated, specific or vertical resistance. Both PTI and ETI are responses to potential dangers and have common components. Fungal, oomycete, and bacterial pathogens have evolved various effector-based mechanisms of suppression that interfere with such components. Plants strongly depend on RNA gene silencing to interfere with viral pathogens. Plant viruses counteract this response by encoding suppressor proteins of RNA silencing.

Optimization algorithms in FMRF model-based segmentation for LIDAR data and co-registered bands

In this paper, a fuzzy Markov random field (FMRF) model is used to segment land-objects into free, grass, building, and road regions by fusing remotely, sensed LIDAR data and co-registered color bands, i.e. scanned aerial color (RGB) photo and near infra-red (NIR) photo. An FMRF model is defined as a Markov random field (MRF) model in a fuzzy domain. Three optimization algorithms in the FMRF model, i.e. Lagrange multiplier (LM), iterated conditional mode (ICM), and simulated annealing (SA), are compared with respect to the computational cost and segmentation accuracy. The results have shown that the FMRF model-based ICM algorithm balances the computational cost and segmentation accuracy in land-cover segmentation from LIDAR data and co-registered bands.

Optimal kinematic control of an autonomous underwater vehicle

This note investigates the motion control of an autonomous underwater vehicle (AUV). The AUV is modeled as a nonholonomic system as any lateral motion of a conventional, slender AUV is quickly damped out. The problem is formulated as an optimal kinematic control problem on the Euclidean Group of Motions SE(3), where the cost function to be minimized is equal to the integral of a quadratic function of the velocity components. An application of the Maximum Principle to this optimal control problem yields the appropriate Hamiltonian and the corresponding vector fields give the necessary conditions for optimality. For a special case of the cost function, the necessary conditions for optimality can be characterized more easily and we proceed to investigate its solutions. Finally, it is shown that a particular set of optimal motions trace helical paths. Throughout this note we highlight a particular case where the quadratic cost function is weighted in such a way that it equates to the Lagrangian (kinetic energy) of the AUV. For this case, the regular extremal curves are constrained to equate to the AUV's components of momentum and the resulting vector fields are the d'Alembert-Lagrange equations in Hamiltonian form.

Land-cover classification from airborne LIDAR data fused with aerial optical images

Airborne LIght Detection And Ranging (LIDAR) provides accurate height information for objects on the earth, which makes LIDAR become more and more popular in terrain and land surveying. In particular, LIDAR data offer vital and significant features for land-cover classification which is an important task in many application domains. In this paper, an unsupervised approach based on an improved fuzzy Markov random field (FMRF) model is developed, by which the LIDAR data, its co-registered images acquired by optical sensors, i.e. aerial color image and near infrared image, and other derived features are fused effectively to improve the ability of the LIDAR system for the accurate land-cover classification. In the proposed FMRF model-based approach, the spatial contextual information is applied by modeling the image as a Markov random field (MRF), with which the fuzzy logic is introduced simultaneously to reduce the errors caused by the hard classification. Moreover, a Lagrange-Multiplier (LM) algorithm is employed to calculate a maximum A posteriori (MAP) estimate for the classification. The experimental results have proved that fusing the height data and optical images is particularly suited for the land-cover classification. The proposed approach works very well for the classification from airborne LIDAR data fused with its coregistered optical images and the average accuracy is improved to 88.9%.

Analysis of spectroscopic measurements of leaf water content at terahertz frequencies using linear transforms

We provide a unified framework for a range of linear transforms that can be used for the analysis of terahertz spectroscopic data, with particular emphasis on their application to the measurement of leaf water content. The use of linear transforms for filtering, regression, and classification is discussed. For illustration, a classification problem involving leaves at three stages of drought and a prediction problem involving simulated spectra are presented. Issues resulting from scaling the data set are discussed. Using Lagrange multipliers, we arrive at the transform that yields the maximum separation between the spectra and show that this optimal transform is equivalent to computing the Euclidean distance between the samples. The optimal linear transform is compared with the average for all the spectra as well as with the Karhunen–Loève transform to discriminate a wet leaf from a dry leaf. We show that taking several principal components into account is equivalent to defining new axes in which data are to be analyzed. The procedure shows that the coefficients of the Karhunen–Loève transform are well suited to the process of classification of spectra. This is in line with expectations, as these coefficients are built from the statistical properties of the data set analyzed.

Probabilistic downscaling of remote sensing data with applications for multi-scale biogeochemical flux modeling

Upscaling ecological information to larger scales in space and downscaling remote sensing observations or model simulations to finer scales remain grand challenges in Earth system science. Downscaling often involves inferring subgrid information from coarse-scale data, and such ill-posed problems are classically addressed using regularization. Here, we apply two-dimensional Tikhonov Regularization (2DTR) to simulate subgrid surface patterns for ecological applications. Specifically, we test the ability of 2DTR to simulate the spatial statistics of high-resolution (4 m) remote sensing observations of the normalized difference vegetation index (NDVI) in a tundra landscape. We find that the 2DTR approach as applied here can capture the major mode of spatial variability of the high-resolution information, but not multiple modes of spatial variability, and that the Lagrange multiplier (γ) used to impose the condition of smoothness across space is related to the range of the experimental semivariogram. We used observed and 2DTR-simulated maps of NDVI to estimate landscape-level leaf area index (LAI) and gross primary productivity (GPP). NDVI maps simulated using a γ value that approximates the range of observed NDVI result in a landscape-level GPP estimate that differs by ca 2% from those created using observed NDVI. Following findings that GPP per unit LAI is lower near vegetation patch edges, we simulated vegetation patch edges using multiple approaches and found that simulated GPP declined by up to 12% as a result. 2DTR can generate random landscapes rapidly and can be applied to disaggregate ecological information and compare of spatial observations against simulated landscapes.

On the structure of infinity-harmonic maps

Let H ∈ C 2(ℝ N×n ), H ≥ 0. The PDE system arises as the Euler-Lagrange PDE of vectorial variational problems for the functional E ∞(u, Ω) = ‖H(Du)‖ L ∞(Ω) defined on maps u: Ω ⊆ ℝ n → ℝ N . (1) first appeared in the author's recent work. The scalar case though has a long history initiated by Aronsson. Herein we study the solutions of (1) with emphasis on the case of n = 2 ≤ N with H the Euclidean norm on ℝ N×n , which we call the “∞-Laplacian”. By establishing a rigidity theorem for rank-one maps of independent interest, we analyse a phenomenon of separation of the solutions to phases with qualitatively different behaviour. As a corollary, we extend to N ≥ 2 the Aronsson-Evans-Yu theorem regarding non existence of zeros of |Du| and prove a maximum principle. We further characterise all H for which (1) is elliptic and also study the initial value problem for the ODE system arising for n = 1 but with H(·, u, u′) depending on all the arguments.

Optimal infinity-quasiconformal immersions

For a Hamiltonian K ∈ C2(RN × n) and a map u:Ω ⊆ Rn − → RN, we consider the supremal functional (1) The “Euler−Lagrange” PDE associated to (1)is the quasilinear system (2) Here KP is the derivative and [ KP ] ⊥ is the projection on its nullspace. (1)and (2)are the fundamental objects of vector-valued Calculus of Variations in L∞ and first arose in recent work of the author [N. Katzourakis, J. Differ. Eqs. 253 (2012) 2123–2139; Commun. Partial Differ. Eqs. 39 (2014) 2091–2124]. Herein we apply our results to Geometric Analysis by choosing as K the dilation function which measures the deviation of u from being conformal. Our main result is that appropriately defined minimisers of (1)solve (2). Hence, PDE methods can be used to study optimised quasiconformal maps. Nonconvexity of K and appearance of interfaces where [ KP ] ⊥ is discontinuous cause extra difficulties. When n = N, this approach has previously been followed by Capogna−Raich ? and relates to Teichmüller’s theory. In particular, we disprove a conjecture appearing therein.