967 resultados para Geographic information |Morphometric analysis
Resumo:
Aeronautical charts underlie the representation of aeronautic geographic information that supports pilots in flight. Nevertheless, charts become complex due to the high density of data and the different kinds that support each phase of flight. These features make difficult using them on board. After conducting a study that aims to understand and to evaluate pilots needs related to Geographic Information, it is proposed a solution to implement a platform based on geographic information standards (OGC, ISO) and supported by a distributed Web architecture. This platform facilitates the use, retrieval, updating of information and its exchange among different institutions through private and public users. As a first element to ensure interoperability and the harmonisation of information, we propose an aeronautical metadata profile that sets guidelines and elements for its description. This profile meets the standards set by ICAO, Eurocontrol and ISO. The platform offers three levels of access to data through different types of devices and user profiles. This paper suggests an alternative and reliable way for distributing aeronautical geoinformation, focusing on specific functions or displaying and querying.
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This paper presents and illustrates with an example a practical approach to the dataflow analysis of programs written in constraint logic programming (CLP) languages using abstract interpretation. It is first argued that, from the framework point of view, it sufnces to propose relatively simple extensions of traditional analysis methods which have already been proved useful and practical and for which efncient fixpoint algorithms have been developed. This is shown by proposing a simple but quite general extensin of Bruynooghe's traditional framework to the analysis of CLP programs. In this extensin constraints are viewed not as "suspended goals" but rather as new information in the store, following the traditional view of CLP. Using this approach, and as an example of its use, a complete, constraint system independent, abstract analysis is presented for approximating definiteness information. The analysis is in fact of quite general applicability. It has been implemented and used in the analysis of CLP(R) and Prolog-III applications. Results from the implementation of this analysis are also presented.
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Abstract interpretation-based data-flow analysis of logic programs is at this point relatively well understood from the point of view of general frameworks and abstract domains. On the other hand, comparatively little attention has been given to the problems which arise when analysis of a full, practical dialect of the Prolog language is attempted, and only few solutions to these problems have been proposed to date. Such problems relate to dealing correctly with all builtins, including meta-logical and extra-logical predicates, with dynamic predicates (where the program is modified during execution), and with the absence of certain program text during compilation. Existing proposals for dealing with such issues generally restrict in one way or another the classes of programs which can be analyzed if the information from analysis is to be used for program optimization. This paper attempts to fill this gap by considering a full dialect of Prolog, essentially following the recently proposed ISO standard, pointing out the problems that may arise in the analysis of such a dialect, and proposing a combination of known and novel solutions that together allow the correct analysis of arbitrary programs using the full power of the language.
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El proyecto que he realizado ha consistido en la creacin de un sistema de informacin geogrfica para el Campus Sur UPM, que puede servir de referencia para su implantacin en cualquier otro campus universitario. Esta idea surge de la necesidad por parte de los usuarios de un campus de disponer de una herramienta que les permita consultar la informacin de los distintos lugares y servicios del campus, haciendo especial hincapi en su localizacin geogrfica. Para ello ha sido necesario estudiar las tecnologas actuales que permiten implementar un sistema de informacin geogrfica, dando lugar al sistema propuesto, que consiste en un conjunto de medios informticos (hardware y software), que van a permitir al personal del campus obtener la informacin y localizacin de los elementos del campus desde su mvil. Tras realizar un anlisis de los requisitos y funcionalidades que deba tener el sistema, el proyecto ha consistido en el diseo e implementacin de dicho sistema. La informacin a consultar estar almacenada y disponible para su consulta en un equipo servidor accesible para el personal del campus. Para ello, durante la realizacin del proyecto, ha sido necesario crear un modelo de datos basado en el campus y cargar los datos geogrficos de utilidad en una base de datos. Todo esto ha sido realizado mediante el producto software Smallword Core 4.2. Adems, ha sido tambin necesario desplegar un software servidor que permita a los usuarios consultar dichos datos desde sus mviles va WIFI o Internet, el producto utilizado para este fin ha sido Smallworld Geospatial Server 4.2. Para la realizacin de las consultas se han utilizado los servicios WMS(Web Map Service) y WFS(Web Feature Service) definidos por el OGC(Open Geospatial Consortium). Estos servicios estn adaptados para la consulta de informacin geogrfica. El sistema tambin est compuesto por una aplicacin para dispositivos mviles con sistema operativo Android, que permite a los usuarios del sistema consultar y visualizar la informacin geogrfica del campus. Dicha aplicacin ha sido diseada y programada a lo largo de la realizacin del proyecto. Para la realizacin de este proyecto tambin ha sido necesario un estudio del presupuesto que supondra una implantacin real del sistema y el mantenimiento que implicara tener el sistema actualizado. Por ltimo, el proyecto incluye una breve descripcin de las tecnologas futuras que podran mejorar las funcionalidades del sistema: la realidad aumentada y el posicionamiento en el interior de edificios. ABSTRACT. The project I've done has been to create a geographic information system for the Campus Sur UPM, which can serve as a reference for implementation in any other college campus. This idea arises from the need for the campus users to have a tool that allows them to view information from different places and services, with particular emphasis on their geographical location. It has been necessary to study the current technologies that allow implementing a geographic information system, leading to the proposed system, which consists of a set of computer resources (hardware and software) that will allow campus users to obtain information and location of campus components from their mobile phones. Following an analysis of the requirements and functionalities that the system should have, the project involved the design and implementation of the system . The information will be stored and available on a computer server accessible to campus users. Accordingly, during the project, it was necessary to create a data model based on campus data and load this data in a database. All this has been done by Smallword Core 4.2 software product. In addition, it has also been necessary to deploy a server software that allows users to query the data from their phones via WIFI or Internet, the product used for this purpose has been Smallworld Geospatial Server 4.2 . To carry out the consultations have used the services WMS (Web Map Service) and WFS (Web Feature Service) defined by the OGC (Open Geospatial Consortium). These services are tailored to the geographic information retrieval. The system also consists of an application for mobile devices with Android operating system, which allows users to query and display geographic information related to the campus. This application has been designed and programmed over the project. For the realization of this project has also been necessary to study the budget that would be a real system implementation and the maintenance that would have the system updated. Finally, the project includes a brief description of future technologies that could improve the system's functionality: augmented reality and positioning inside the buildings.
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El objetivo del presente trabajo es determinar la localizacin ptima de una planta de produccin de 30.000 m3/ao de bioetanol a partir de tubrculos de pataca (Helianthus tuberosus L.) cultivada en regado, en tierras de barbecho de la Cuenca Hidrogrfica del Duero (CH Duero). Inicialmente se elabor, a partir de datos bibliogrficos, un modelo de produccin de pataca en base a una ecuacin de regresin que relaciona datos experimentales de rendimientos de variedades tardas con variables agroclimticas. As se obtuvo una funcin de produccin basada en la cantidad de agua disponible (precipitacin efectiva + dosis de riego) y en la radiacin global acumulada en el periodo brotacinsenescencia del cultivo. A continuacin se estima la superficie potencial de cultivo de pataca en la CH Duero a partir de la superficie arable en regado cartografiada por el Sistema de Ocupacin del Suelo (SIOSE), a la cual se le aplican, en base a los requerimientos del cultivo, unas restricciones climticas, edafolgicas, topogrficas y logsticas mediante el uso de Sistemas de Informacin Geogrfica (SIG). La proporcin de superficie de regado restringida se cuantifica a escala municipal con el fin de calcular la superficie de barbecho en regado apta para el cultivo de pataca. A partir de las bases de datos georreferenciadas de precipitacin, radiacin global, y la dotacin de agua para el riego de cultivos no especficos establecida en el Plan Hidrolgico de la Cuenca del Duero a escala comarcal, se estim la produccin potencial de tubrculos de pataca sobre la superficie de barbecho de regado segn el modelo de produccin elaborado. As, en las 53.360 ha de barbecho en regado aptas para el cultivo de pataca se podran producir 3,8 Mt de tubrculos al ao (80 % de humedad) (761.156 t ms/ao) de los que se podra obtener 304.462 m3/ao de bioetanol, considerando un rendimiento en la transformacin de 12,5 kg mf/l de etanol. Se estiman los costes de las labores de cultivo de pataca as como los costes de la logstica de suministro a una planta de transformacin considerando una distancia media de transporte de 25 km, en base a las hojas de clculo de utilizacin de aperos y maquinaria agrcola oficiales del Ministerio de Agricultura, Alimentacin y Medio Ambiente (MAGRAMA). Considerando el balance de costes asociados a la produccin de bioetanol (costes de transformacin, distribucin y transporte del producto, costes estructurales de la planta, ahorro de costes por la utilizacin de las vinazas generadas en el proceso como fertilizante y un beneficio industrial), se ha estimado que el coste de produccin de bioetanol a partir de tubrculos de pataca asciende a 61,03 c/l. Se calculan los beneficios fiscales para el Estado por el cultivo de 5.522 ha de pataca que suministren la materia prima necesaria para una planta de bioetanol de 30.000 m3/ao, en concepto de cotizaciones a la Seguridad Social de los trabajadores, impuestos sobre el valor aadido de los productos consumidos, impuesto sobre sociedades y ahorro de las prestaciones por desempleo. Se obtuvieron unos beneficios fiscales de 10,25 c por litro de bioetanol producido. El coste de produccin de bioetanol depende del rendimiento de tubrculos por hectrea y de la distancia de transporte desde las zonas de produccin de la materia prima hasta la planta. Se calcul la distancia mxima de transporte para que el precio de coste del bioetanol producido sea competitivo con el precio de mercado del bioetanol. Como resultado se determin que el precio del bioetanol (incluido un beneficio industrial del 15%) de la planta sera igual o inferior al precio de venta en el mercado (66,35 c/l) con una distancia mxima de transporte de 25 km y un rendimiento mnimo del cultivo de 60,1 t mf/ha. Una vez conocido el rea de influencia de la planta segn la distancia de transporte mxima, se determin la localizacin ptima de la planta de produccin de bioetanol mediante un proceso de ubicacinasignacin realizado con SIG. Para ello se analizan los puntos candidatos a la ubicacin de la planta segn el cumplimiento de unos requerimientos tcnicos establecidos (distancia a fuentes de suministro elctrico y de recursos hdricos, distancia a estaciones de ferrocarril, distancia a ncleos urbanos y existencia de Espacios Naturales Protegidos) que minimizan la distancia de transporte maximizando la cantidad de biomasa disponible segn la produccin potencial estimada anteriormente. Por ltimo, la superficie destinada al cultivo de pataca en el rea de influencia de la planta se determina en base a un patrn de distribucin del cultivo alrededor de una agroindustria. Dicho patrn se ha obtenido a partir del anlisis del grado de ocupacin del cultivo de la remolacha en funcin de la distancia de transporte a la planta azucarera de Miranda de Ebro (Burgos). El patrn resultante muestra que la relacin entre el grado de ocupacin del suelo por el cultivo y la distancia de transporte a la planta siguen una ecuacin logstica. La localizacin ptima que se ha obtenido mediante la metodologa descrita se ubica en el municipio leons de El Burgo Ranero, donde la produccin potencial de tubrculos de pataca en la superficie de barbecho situada en un radio de accin de 25 km es de 375.665 t mf/ao, superando las 375.000 t mf requeridas anualmente por la planta de bioetanol. ABSTRACT Jerusalem artichoke (Helianthus tuberosus L.) is a harsh crop with a high potential for biomass production. Its main use is related to bioethanol production from the carbohydrates, inulin mainly, accumulated in its tubers at the end of the crop cycle. The aerial biomass could be used as solid biofuel to provide energy to the bioethanol production process. Therefore, Jerusalem artichoke is a promising crop as feedstock for biofuel production in order to achieve the biofuels consumption objectives established by the Government of Spain (PER 20112020 and RDL 4/2013) and the European Union (Directive 2009/28/EC). This work aims at the determination of the optimal location for a 30,000 m3/year bioethanol production plant from Jerusalem artichoke tubers in the Duero river basin. With this purpose, a crop production model was developed by means of a regression equation that relates experimental yield data of late Jerusalem artichoke varieties with pedoclimatic parameters from a bibliographic data matrix. The resulting crop production model was based on the crop water availability (including effective rainfall and irrigation water supplied) and on global radiation accumulated in the crop emergencesenescence period. The crop potential cultivation area for Jerusalem artichoke in the Duero basin was estimated using the georeferenced irrigated arable land from the Sistema de Ocupacin del Suelo (SIOSE) of Spain. Climatic, soil, slope and logistic restrictions were considered by means of Geographic Information Systems (GIS). The limited potential growing area was then applied to a municipality scale in order to calculate the amount of fallow land suitable for Jerusalem artichoke production. Rainfall and global radiation georeferenced layers as well as data of irrigation water supply for crop production (established within the Duero Hydrologic Plan) were use to estimate the potential production of Jerusalem artichoke tubers in the suitable fallow land according to the crop production model. As a result of this estimation, there are 53,360 ha of fallow land suitable for Jerusalem artichoke production in the Duero basin, where 3.8 M t fm/year could be produced. Considering a bioethanol processing yield of 12.5 kg mf per liter of bioethanol, the above mentioned tuber potential production could be processed in 304,462 m3/year of bioethanol. The Jerusalem crop production costs and the logistic supply costs (considering an average transport distance of 25 km) were estimated according to official agricultural machinery cost calculation sheets of the Minister of Agriculture of Spain (MAGRAMA). The bioethanol production cost from Jerusalem artichoke tubers was calculated considering bioethanol processing, transport and structural costs, industrial profits as well as plant cost savings from the use of vinasses as fertilizer. The resulting bioetanol production cost from Jerusalem artichoke tubers was 61.03 c/l. Additionally, revenues for the state coffers regarding Social Security contributions, added value taxes of consumed raw materials, corporation tax and unemployment benefit savings due to the cultivation of 5,522 ha of Jerusalem artichoke for the 30.000 m3/year bioethanol plant supply were calculated. The calculated revenues amounted to 10.25 c/l. Bioethanol production cost and consequently the bioethanol plant economic viability are strongly related to the crop yield as well as to road transport distance from feedstock production areas to the processing plant. The previously estimated bioethanol production cost was compared to the bioethanol market price in order to determine the maximum supply transport distance and the minimum crop yield to reach the bioethanol plant economic viability. The results showed that the proposed plant would be economically viable at a maximum transport distance of 25 km and at a crop yield not less than 60.1 t fm/ha. By means of a GIS locationallocation analysis, the optimal bioethanol plant location was determined. Suitable candidates were detected according to several plant technical requirements (distance to power and water supply sources, distance to freight station, and distance to urban areas and to Natural Protected Areas). The optimal bioethanol plant location must minimize the supply transport distance whereas it maximizes the amount of available biomass according to the previously estimated biomass potential production. Lastly, the agricultural area around the bioethanol plant finally dedicated to Jerusalem artichoke cultivation was planned according to a crop distribution model. The crop distribution model was established from the analysis of the relation between the sugar beet (Beta vulgaris L.) cropping area and the road transport distance from the sugar processing plant of Miranda de Ebro (Burgos, North of Spain). The optimal location was situated in the municipality of El Burgo Ranero in the province of Len. The potential production of Jerusalem artichoke tubers in the fallow land within 25 km distance from the plant location was 375,665 t fm/year, which exceeds the amount of biomass yearly required by the bioethanol plant.
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Esta metodologa se ha desarrollado en el marco de un proyecto que es el objeto del Convenio Especfico de Colaboracin entre el Instituto Geogrfico Nacional y la Escuela de Topografa de la Universidad Politcnica de Madrid relativo a la investigacin, desarrollo, formacin y difusin de conocimientos en el campo de las tecnologas de la informacin geogrfica (TIG) para la investigacin y desarrollo de la tecnologa y metodologa adecuada para la optimizacin de la informacin de la Base de Datos de Lneas Lmite de la Direccin General del Instituto Geogrfico Nacional. El fin fundamental del mismo es desarrollar una metodologa para mejorar la precisin de la Base de Datos de Lneas Lmite que tiene el Instituto Geogrfico Nacional. La exigencia actual de calidad y seguridad en la descripcin geomtrica de las lneas lmite obliga a optimizar dicha descripcin mediante la aplicacin de nuevas tecnologas no existentes en el momento del levantamiento, y al diseo de metodologas adecuadas que, minimizando los tiempos y costes de ejecucin, consideren asimismo los distintos agentes que participan en Espaa en la definicin de las lneas lmite. Para desarrollar dicha metodologa ser necesario en primer lugar digitalizar la informacin de los cuadernos de campo y las actas de deslinde existentes en el Instituto Geogrfico Nacional, para que sea un trabajo abordable desde las tecnologas actuales; posteriormente, volcar la informacin referente a las lneas lmite sobre ortofotografas a escala 1:5.000, a partir de los datos de los cuadernos de campo digitalizados. Se propondr un nuevo sistema de gestin, tratamiento y almacenamiento de las lneas lmite, con informacin sobre su linaje (origen de datos, precisin), as como el formato de salida de las propias lneas lmite. Para controlar la calidad de la metodologa propuesta, se deber validar la misma mediante un estudio terico de lamedida de rendimientos y precisiones y su verificacin mediante toma de datos en campo. Particularmente, se llevar a cabo dicha validacin en un conjunto de 140 lneas lmite de 36 municipios de la provincia de vila y Segovia (los comprendidos en las hojas 556 y 457 del Mapa Topogrfico Nacional 1:50.000). Una vez contrastada la metodologa y efectuados los oportunos procesos de refinamiento, se redactarn las conclusiones de todo el proyecto, que englobarn las recomendaciones de trabajo y las precisiones resultantes, los rendimientos de los diferentes procesos y los costes que se generen mediante el empleo de la nueva metodologa. ABSTARCT: This paper introduces the development of a methodology for the optimisation of the municipal boundaries database of the Instituto Geogrfico Nacional. This project has arisen as part of a collaboration agreement between the Instituto Geogrfico Nacional and the Escuela de Topografa of the Universidad Politcnica de Madrid which seeks to promote research, development and training in Geographic Information Technologies. Current quality requirements demand the use of new technologies to improve the accuracy of the geometrical description of municipal boundaries. These technologies didnt exist when the municipal boundaries were first drawn up. Besides, it is convenient to design an appropriate methodology that minimises both costs and time employed. The two main steps in the process are: first, the conversion of all the available data (fixing boundary minutes and field survey notebooks) into digital format in order to make possible their integration in a CAD system; and second, the display and visual overlay of these digital data over an 1:5000 orthophotography of the study area, to identify the boundary monuments. A new system will be proposed to manage, process and storage municipal boundaries information, including its lineage; an output format for these data will be designed as well. In addition, a quality control will be designed to audit this scheme using Data Analysis and Statistical Inference techniques. Moreover, GPS technology will be used to get some boundary monuments co-ordinates to check the results of the proposed methodology. The complete scheme will be tested in a study area corresponding to vila and Segovia provinces comprising 140 boundary segments from 36 municipalities.
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Many progresses have been made since the Digital Earth notion was envisioned thirteen years ago. However, the mechanism for integrating geographic information into the Digital Earth is still quite limited. In this context, we have developed a process to generate, integrate and publish geospatial Linked Data from several Spanish National data-sets. These data-sets are related to four Infrastructure for Spatial Information in the European Community (INSPIRE) themes, specifically with Administrative units, Hydrography, Statistical units, and Meteorology. Our main goal is to combine different sources (heterogeneous, multidisciplinary, multitemporal, multiresolution, and multilingual) using Linked Data principles. This goal allows the overcoming of current problems of information integration and driving geographical information toward the next decade scenario, that is, ?Linked Digital Earth.?
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The crop simulation model AquaCrop, recently developed by FAO can be used for a wide range of purposes. However, in its present form, its use over large areas or for applications that require a large number of simulations runs (e.g., long-term analysis), is not practical without developing software to facilitate such applications. Two tools for managing the inputs and outputs of AquaCrop, named AquaData and AquaGIS, have been developed for this purpose and are presented here. Both software utilities have been programmed in Delphi v. 5 and in addition, AquaGIS requires the Geographic Information System (GIS) programming tool MapObjects. These utilities allow the efficient management of input and output files, along with a GIS module to develop spatial analysis and effect spatial visualization of the results, facilitating knowledge dissemination. A sample of application of the utilities is given here, as an AquaCrop simulation analysis of impact of climate change on wheat yield in Southern Spain, which requires extensive input data preparation and output processing. The use of AquaCrop without the two utilities would have required approximately 1000 h of work, while the utilization of AquaData and AquaGIS reduced that time by more than 99%. Furthermore, the use of GIS, made it possible to perform a spatial analysis of the results, thus providing a new option to extend the use of the AquaCrop model to scales requiring spatial and temporal analyses.
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Los modelos de termomecnica glaciar estn definidos mediante sistemas de ecuaciones en derivadas parciales que establecen los principios bsicos de conservacin de masa, momento lineal y energa, acompaados por una ley constitutiva que define la relacin entre las tensiones a las que est sometido el hielo glaciar y las deformaciones resultantes de las mismas. La resolucin de estas ecuaciones requiere la definicin precisa del dominio (la geometra del glaciar, obtenido a partir de medidas topogrficas y de georradar), as como contar con un conjunto de condiciones de contorno, que se obtienen a partir de medidas de campo de las variables implicadas y que constituyen un conjunto de datos geoespaciales. El objetivo fundamental de esta tesis es desarrollar una serie de herramientas que nos permitan definir con precisin la geometra del glaciar y disponer de un conjunto adecuado de valores de las variables a utilizar como condiciones de contorno del problema. Para ello, en esta tesis se aborda la recopilacin, la integracin y el estudio de los datos geoespaciales existentes para la Pennsula Hurd, en la Isla Livingston (Antrtida), generados desde el ao 1957 hasta la actualidad, en un sistema de informacin geogrfica. Del correcto tratamiento y procesamiento de estos datos se obtienen otra serie de elementos que nos permiten realizar la simulacin numrica del rgimen termomecnico presente de los glaciares de Pennsula Hurd, as como su evolucin futura. Con este objetivo se desarrolla en primer lugar un inventario completo de datos geoespaciales y se realiza un procesado de los datos capturados en campo, para establecer un sistema de referencia comn a todos ellos. Se unifican adems todos los datos bajo un mismo formato estndar de almacenamiento e intercambio de informacin, generndose los metadatos correspondientes. Se desarrollan asimismo tcnicas para la mejora de los procedimientos de captura y procesado de los datos, de forma que se minimicen los errores y se disponga de estimaciones fiables de los mismos. El hecho de que toda la informacin se integre en un sistema de informacin geogrfica (una vez producida la normalizacin e inventariado de la misma) permite su consulta rpida y gil por terceros. Adems, hace posible efectuar sobre ella una serie de operaciones conducentes a la obtencin de nuevas capas de informacin. El anlisis de estos nuevos datos permite explicar el comportamiento pasado de los glaciares objeto de estudio y proporciona elementos esenciales para la simulacin de su comportamiento futuro. ABSTRACT Glacier thermo-mechanical models are defined by systems of partial differential equations stating the basic principles of conservation of mass, momentum and energy, accompanied by a constitutive principle that defines the relationship between the stresses acting on the ice and the resulting deformations. The solution of these equations requires an accurate definition of the model domain (the geometry of the glacier, obtained from topographical and ground penetrating radar measurements), as well as a set of boundary conditions, which are obtained from measurements of the variables involved and define a set of geospatial data. The main objective of this thesis is to develop tools able to provide an accurate definition of the glacier geometry and getting a proper set of values for the variables to be used as boundary conditions of our problem. With the above aim, this thesis focuses on the collection, compilation and study of the geospatial data existing for the Hurd Peninsula on Livingston Island, Antarctica, generated since 1957 to present, into a geographic information system. The correct handling and processing of these data results on a new collection of elements that allow us to numerically model the present state and the future evolution of Hurd Peninsula glaciers. First, a complete inventory of geospatial data is developed and the captured data are processed, with the aim of establishing a reference system common to all collections of data. All data are stored under a common standard format, and the corresponding metadata are generated to facilitate the information exchange. We also develop techniques for the improvement of the procedures used for capturing and processing the data, such that the errors are minimized and better estimated. All information is integrated into a geographic information system (once produced the standardization and inventory of it). This allows easy and fast viewing and consulting of the data by third parties. Also, it is possible to carry out a series of operations leading to the production of new layers of information. The analysis of these new data allows to explain past glacier behavior, and provides essential elements for explaining its future evolution.
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La nanotecnologa es un rea de investigacin de reciente creacin que trata con la manipulacin y el control de la materia con dimensiones comprendidas entre 1 y 100 nanmetros. A escala nanomtrica, los materiales exhiben fenmenos fsicos, qumicos y biolgicos singulares, muy distintos a los que manifiestan a escala convencional. En medicina, los compuestos miniaturizados a nanoescala y los materiales nanoestructurados ofrecen una mayor eficacia con respecto a las formulaciones qumicas tradicionales, as como una mejora en la focalizacin del medicamento hacia la diana teraputica, revelando as nuevas propiedades diagnsticas y teraputicas. A su vez, la complejidad de la informacin a nivel nano es mucho mayor que en los niveles biolgicos convencionales (desde el nivel de poblacin hasta el nivel de clula) y, por tanto, cualquier flujo de trabajo en nanomedicina requiere, de forma inherente, estrategias de gestin de informacin avanzadas. Desafortunadamente, la informtica biomdica todava no ha proporcionado el marco de trabajo que permita lidiar con estos retos de la informacin a nivel nano, ni ha adaptado sus mtodos y herramientas a este nuevo campo de investigacin. En este contexto, la nueva rea de la nanoinformtica pretende detectar y establecer los vnculos existentes entre la medicina, la nanotecnologa y la informtica, fomentando as la aplicacin de mtodos computacionales para resolver las cuestiones y problemas que surgen con la informacin en la amplia interseccin entre la biomedicina y la nanotecnologa. Las observaciones expuestas previamente determinan el contexto de esta tesis doctoral, la cual se centra en analizar el dominio de la nanomedicina en profundidad, as como en el desarrollo de estrategias y herramientas para establecer correspondencias entre las distintas disciplinas, fuentes de datos, recursos computacionales y tcnicas orientadas a la extraccin de informacin y la minera de textos, con el objetivo final de hacer uso de los datos nanomdicos disponibles. El autor analiza, a travs de casos reales, alguna de las tareas de investigacin en nanomedicina que requieren o que pueden beneficiarse del uso de mtodos y herramientas nanoinformticas, ilustrando de esta forma los inconvenientes y limitaciones actuales de los enfoques de informtica biomdica a la hora de tratar con datos pertenecientes al dominio nanomdico. Se discuten tres escenarios diferentes como ejemplos de actividades que los investigadores realizan mientras llevan a cabo su investigacin, comparando los contextos biomdico y nanomdico: i) bsqueda en la Web de fuentes de datos y recursos computacionales que den soporte a su investigacin; ii) bsqueda en la literatura cientfica de resultados experimentales y publicaciones relacionadas con su investigacin; iii) bsqueda en registros de ensayos clnicos de resultados clnicos relacionados con su investigacin. El desarrollo de estas actividades requiere el uso de herramientas y servicios informticos, como exploradores Web, bases de datos de referencias bibliogrficas indexando la literatura biomdica y registros online de ensayos clnicos, respectivamente. Para cada escenario, este documento proporciona un anlisis detallado de los posibles obstculos que pueden dificultar el desarrollo y el resultado de las diferentes tareas de investigacin en cada uno de los dos campos citados (biomedicina y nanomedicina), poniendo especial nfasis en los retos existentes en la investigacin nanomdica, campo en el que se han detectado las mayores dificultades. El autor ilustra cmo la aplicacin de metodologas provenientes de la informtica biomdica a estos escenarios resulta efectiva en el dominio biomdico, mientras que dichas metodologas presentan serias limitaciones cuando son aplicadas al contexto nanomdico. Para abordar dichas limitaciones, el autor propone un enfoque nanoinformtico, original, diseado especficamente para tratar con las caractersticas especiales que la informacin presenta a nivel nano. El enfoque consiste en un anlisis en profundidad de la literatura cientfica y de los registros de ensayos clnicos disponibles para extraer informacin relevante sobre experimentos y resultados en nanomedicina patrones textuales, vocabulario en comn, descriptores de experimentos, parmetros de caracterizacin, etc., seguido del desarrollo de mecanismos para estructurar y analizar dicha informacin automticamente. Este anlisis concluye con la generacin de un modelo de datos de referencia (gold standard) un conjunto de datos de entrenamiento y de test anotados manualmente, el cual ha sido aplicado a la clasificacin de registros de ensayos clnicos, permitiendo distinguir automticamente los estudios centrados en nanodrogas y nanodispositivos de aquellos enfocados a testear productos farmacuticos tradicionales. El presente trabajo pretende proporcionar los mtodos necesarios para organizar, depurar, filtrar y validar parte de los datos nanomdicos existentes en la actualidad a una escala adecuada para la toma de decisiones. Anlisis similares para otras tareas de investigacin en nanomedicina ayudaran a detectar qu recursos nanoinformticos se requieren para cumplir los objetivos actuales en el rea, as como a generar conjunto de datos de referencia, estructurados y densos en informacin, a partir de literatura y otros fuentes no estructuradas para poder aplicar nuevos algoritmos e inferir nueva informacin de valor para la investigacin en nanomedicina. ABSTRACT Nanotechnology is a research area of recent development that deals with the manipulation and control of matter with dimensions ranging from 1 to 100 nanometers. At the nanoscale, materials exhibit singular physical, chemical and biological phenomena, very different from those manifested at the conventional scale. In medicine, nanosized compounds and nanostructured materials offer improved drug targeting and efficacy with respect to traditional formulations, and reveal novel diagnostic and therapeutic properties. Nevertheless, the complexity of information at the nano level is much higher than the complexity at the conventional biological levels (from populations to the cell). Thus, any nanomedical research workflow inherently demands advanced information management. Unfortunately, Biomedical Informatics (BMI) has not yet provided the necessary framework to deal with such information challenges, nor adapted its methods and tools to the new research field. In this context, the novel area of nanoinformatics aims to build new bridges between medicine, nanotechnology and informatics, allowing the application of computational methods to solve informational issues at the wide intersection between biomedicine and nanotechnology. The above observations determine the context of this doctoral dissertation, which is focused on analyzing the nanomedical domain in-depth, and developing nanoinformatics strategies and tools to map across disciplines, data sources, computational resources, and information extraction and text mining techniques, for leveraging available nanomedical data. The author analyzes, through real-life case studies, some research tasks in nanomedicine that would require or could benefit from the use of nanoinformatics methods and tools, illustrating present drawbacks and limitations of BMI approaches to deal with data belonging to the nanomedical domain. Three different scenarios, comparing both the biomedical and nanomedical contexts, are discussed as examples of activities that researchers would perform while conducting their research: i) searching over the Web for data sources and computational resources supporting their research; ii) searching the literature for experimental results and publications related to their research, and iii) searching clinical trial registries for clinical results related to their research. The development of these activities will depend on the use of informatics tools and services, such as web browsers, databases of citations and abstracts indexing the biomedical literature, and web-based clinical trial registries, respectively. For each scenario, this document provides a detailed analysis of the potential information barriers that could hamper the successful development of the different research tasks in both fields (biomedicine and nanomedicine), emphasizing the existing challenges for nanomedical research where the major barriers have been found. The author illustrates how the application of BMI methodologies to these scenarios can be proven successful in the biomedical domain, whilst these methodologies present severe limitations when applied to the nanomedical context. To address such limitations, the author proposes an original nanoinformatics approach specifically designed to deal with the special characteristics of information at the nano level. This approach consists of an in-depth analysis of the scientific literature and available clinical trial registries to extract relevant information about experiments and results in nanomedicine textual patterns, common vocabulary, experiment descriptors, characterization parameters, etc., followed by the development of mechanisms to automatically structure and analyze this information. This analysis resulted in the generation of a gold standard a manually annotated training or reference set, which was applied to the automatic classification of clinical trial summaries, distinguishing studies focused on nanodrugs and nanodevices from those aimed at testing traditional pharmaceuticals. The present work aims to provide the necessary methods for organizing, curating and validating existing nanomedical data on a scale suitable for decision-making. Similar analysis for different nanomedical research tasks would help to detect which nanoinformatics resources are required to meet current goals in the field, as well as to generate densely populated and machine-interpretable reference datasets from the literature and other unstructured sources for further testing novel algorithms and inferring new valuable information for nanomedicine.
Resumo:
En Ecuador el maz es el cultivo ms importante en superficie y es base de la alimentacin para la poblacin rural que vive en los Andes. A diferencia de lo que sucede en la Costa, en la regin Sierra todava se cultivan numerosas variedades tradicionales que se agrupan en veinticuatro razas. Mantener esta diversidad es, pues, de gran importancia no solo para la seguridad alimentaria, sino tambin como fuente de genes para tolerancia a factores abiticos que podran ser incorporados a las variedades modernas. Si bien parte de esta diversidad fue recolectada a mediados del siglo pasado y est siendo conservada en distintos bancos de germoplasma, es deseable que su conservacin in situ tambin est asegurada, entre otras razones, porque de esta manera el cultivo puede seguir evolucionando. Para poder implementar un plan de conservacin en finca que contribuya a preservar este patrimonio, resulta imprescindible identificar reas idneas donde concentrar los recursos y conocer las caractersticas y tipologas de los agricultores que manejan la diversidad actual. Generar esta informacin es el objetivo principal de esta investigacin y para lograrlo se han llevado a cabo cuatro estudios: (1) Anlisis de la diversidad a nivel de razas e identificacin de reas de alta riqueza de razas, alta diversidad morfolgica y/o alta diversidad ecogeogrfica en la Sierra de Ecuador, (2) Identificacin del perfil y las caractersticas de los agricultores que conservan y manejan las variedades tradicionales de maz en la Sierra de Ecuador, (3) Anlisis del conocimiento local, manejo y usos de variedades tradicionales de maz en la Sierra de Ecuador, y (4) Identificacin de reas de alta diversidad y bajo riesgo de prdida para la conservacin en finca de maz en la Sierra de Ecuador. Para el primer estudio se visitaron 303 fincas distribuidas a lo largo de la Sierra y se recolectaron 636 muestras que fueron caracterizadas morfolgicamente mediante 14 variables: 8 relacionadas con la mazorca (forma, longitud y dimetro de la mazorca, color y dimetro de olote y nmero y disposicin de hileras) y 7 referidas el grano (nmero total de granos, color, forma, longitud, anchura y grosor de grano y tipo de endospermo). Adicionalmente, las fincas donde se tomaron las muestras fueron caracterizadas ecogeogrficamente mediante 5 variables climticas (temperatura media estacional, rango de temperatura media anual, temperatura mnima de diciembre, precipitacin estacional y precipitacin de octubre), 2 geofsicas (altitud y pendiente) y 5 edficas (textura principal del suelo, profundidad a roca, pH, contenido en materia orgnica y fertilidad). A partir de esta informacin y mediante tcnicas de sistemas de informacin geogrfica (SIG), se generaron mapas de distribucin por raza en formato vectorial y un mapa de riqueza de razas, un mapa de diversidad morfolgica y un mapa de diversidad ecogeogrfica en formato rster con celdas de 10 km x 10 km. Los resultados permitieron constatar que, en los ltimos 60 aos, no se ha perdido ninguna raza. Sin embargo, Canguil, Chaucho y Clavito han dejado de cultivarse en algunas provincias con la consiguiente erosin gentica del cultivo. La caracterizacin morfolgica detect diferencias en el grado de variabilidad intra-raza, siendo Patillo Ecuatoriano, Racimo de Uva y Uchima las razas ms heterogneas tanto para los caracteres cualitativos como cuantitativos. A nivel climtico y geofsico, tambin se detectaron diferencias en el grado de variacin intra-raza; Cuzco Ecuatoriano, Kcello Ecuatoriano y Montaa Ecuatoriana fueron las razas que en promedio presentaron mayores rangos y coeficientes de variacin para estas variables ecogeogrficas. En cuanto a las condiciones edficas todas las razas, excepto Cnico Dentado, presentaron una gran heterogeneidad, pudiendo crecer tanto en suelos ricos como pobres, con valores de pH entre cido y moderadamente alcalino. La comparacin entre razas revel diferencias significativas en los rangos ambientales de algunas razas como Cnico Dentado, que tiende a cultivarse a menor altitud y, por tanto, en ambientes menos fros y de mayor precipitacin que Blanco Blandito, Patillo Ecuatoriano, Sabanero Ecuatoriano, Uchima y Zhima. Para la mayora de las razas se encontraron materiales potencialmente adaptados a condiciones de estrs (precipitacin estacional inferior a 500 mm y suelos con pH entre 4.5 y 5.5). Finalmente, los mapas de riqueza, de diversidad morfolgica y de diversidad ecogeogrfica mostraron 36 celdas de alta diversidad repartidas en las 10 provincias de la Sierra: 11 celdas en las provincias del norte, 11 en las provincias del centro y 14 en las provincias del sur. Para la caracterizacin e identificacin de las tipologas de los agricultores que cultivan maz en la Sierra de Ecuador y el anlisis de los posibles factores de riesgo de prdida de diversidad, se realizaron entrevistas individuales y semiestructuradas a los agricultores dueos de las fincas donde se recolectaron las muestras para el estudio de diversidad (254 en total). Las preguntas que se formularon (11 abiertas y 5 cerradas) estuvieron organizadas en seis bloques: datos del agricultor, caractersticas de la finca, diversidad y conocimiento del cultivo, manejo del cultivo, usos y flujo de semillas. Los resultados indicaron que la diversidad de maz que hay en la Sierra de Ecuador es manejada mayoritariamente por agricultores mestizos, de entre 30 y 55 aos, que cultivan una o dos variedades tradicionales para autoconsumo, en parcelas de menos de 0.5 ha y en asocio con frjol. El anlisis de segmentacin mediante el algoritmo Chi-square automatic interaction detection (CHAID) permiti identificar un pequeo grupo de agricultores indgenas con parcelas medianas (entre 0.5 ha y 1.5 ha) que conservan un mayor nmero de variedades tradicionales por finca que el agricultor promedio. Los anlisis estadsticos no detectaron diferencias significativas entre etnias (mestizo vs. indgena), gneros (hombre vs. mujer) y grupos de edad (jvenes menores de 30 aos, adultos entre 30 y 55 aos y adultos mayores de 55 aos) en lo que respecta al conocimiento del cultivo (criterios de reconocimiento y razones de preferencia) y manejo (tipo de cultivo), pero s detectaron diferencias entre regiones, principalmente en el modo de cultivar el maz; mientras que en el norte y sur tienden a sembrarlo en asocio y con un mayor nmero de especies, en el centro acostumbran a cultivarlo preferentemente solo. En cuanto a los usos, se recopilaron hasta 39 modos diferentes de consumir maz, siendo Kcello Ecuatoriano y Zhima las razas para las que se registr un mayor nmero de usos. La comparacin del nmero medio de usos por variedad entre etnias evidenci que los agricultores mestizos utilizan sus variedades tradicionales de forma ms variada que los indgenas. Entre los factores de riesgo que se analizaron, el bajo porcentaje de jvenes agricultores que se ocupan de las fincas podra suponer una amenaza a medio plazo por falta de relevo generacional. Adicionalmente, las numerosas sinonimias y homonimias que se detectaron y el bajo intercambio de semillas tambin podran ser causa de prdida de diversidad, bien por reemplazo o por envejecimiento de la semilla. Finalmente, se concluy que las razas Chaucho, Complejo Chillo-Huandango, Complejo Mishca-Huandango, Cnico Dentado, Montaa Ecuatoriana y Sabanero Ecuatoriano son particularmente vulnerables, no solo por su baja presencia, sino tambin por el color de grano que tienen (los mismos que la mayora de las razas ms comunes) y carecer de nombres y usos especficos. Finalmente, para la priorizacin de reas de conservacin en finca para maz en la Sierra de Ecuador, se utilizaron 13 criterios de diferente naturaleza: 2 ecogeogrficos (precipitacin, diversidad ecogeogrfica), 6 biolgicos (grado de presencia del cultivo, riqueza de razas, diversidad morfolgica, presencia de mezclas, presencia de razas locales y riesgo de erosin gentica), 3 culturales (abundancia de variedades por finca, diversidad de usos y frecuencia de intercambio) y 2 demogrficos (tamao de la poblacin y distancia a ncleos urbanos). Mediante tcnicas SIG y de evaluacin multicriterio, los valores originales de las capas-criterio fueron transformados a una escala de 0 a 100. Posteriormente, las capas-criterio normalizadas fueron sumadas utilizando tres mtodos de ponderacin: (1) mismo peso, (2) diferente peso segn la puntuacin otorgada por 72 expertos, y (3) diferente peso segn el mtodo de comparacin entre pares de criterios. Los resultados permitieron identificar ocho celdas de 10 km x 10 km con alta puntuacin (> 65): tres celdas en el norte (una en cada una de las provincias), una celda en el centro (en la provincia de Cotopaxi), y cuatro celdas en la regin sur (dos en Azuay y otras dos en Loja). ABSTRACT In Ecuador, the maize is the most important cultivation in surface and it is a base of the feeding for the rural population who lives in the Andes. In contrast to what it happens on the Coast, in the Sierra region still there are cultivated numerous traditional varieties that are grouped into twenty-four races. Maintaining this diversity is, therefore, of great importance not only for food security, but also as a source of genes for tolerance to abiotic factors could be incorporated into modern varieties. Although part of this diversity was collected in the middle of the last century and is still preserved in various germplasm banks, it is desirable for the in situ conservation also is assured, among other reasons, because in this way the crop can continue to evolve. To be able to implement a conservation plan on farm that contribute to preserving this heritage, it is essential to identify suitable areas where to concentrate resources and know the characteristics and typology of farmer who managed the current diversity. To generate this information is the main target of this investigation and to achieve this, four studies have been carried out: (1) Analysis of the diversity at races and identification of areas of high richness of races, high morphological diversity and / or ecogeographical high diversity in the Sierra of Ecuador, (2) Identification of the profile and characteristics of farmers who conserve and manage traditional varieties of maize in the Sierra of Ecuador, (3) Analysis of local knowledge, management and use of traditional varieties of maize in the Sierra of Ecuador, and (4) Identification of areas of high diversity and low risk of loss for the conservation of maize in the Sierra of Ecuador. For the first study were visited 303 farms distributed along the Sierra and collected 636 samples that were characterized morphologically by 14 variables: 8 related to the ear (shape, length and diameter of the cob, colour, and diameter of cob and number and arrangement of rows) and 7 referred to the grain (total number of grain, colour, shape, length, width, and thickness and type of grain endosperm). In addition, the farms where the samples were taken were characterized ecogeographically through 5 climatic variables (seasonal average temperature, range of average annual temperature, minimum temperature for December, seasonal precipitation and precipitation of October), 2 geophysical (altitude and slope) and edaphic 5 (main texture of the soil, deep rock, pH, content of organic matter and fertility). From this information and techniques of geographic information systems (GIS), maps were generated for distribution by race in vector format and a map of richness of races, a map of morphological diversity and a map of ecogeographical diversity in raster format with cells of 10 km x 10 km. The results allowed observing that, over the past 60 years, it has not lost any race. Nevertheless, Canguil, Chaucho and Clavito have stopped being cultivated in some provinces with the consequent genetic erosion of the cultivation. The morphological characterization detected differences in the degree of variability intra-race, being Patillo Ecuatoriano, Racimo de Uva and Uchima races more heterogeneous both for the qualitative and quantitative characters. At climate and geophysical level, also detected differences in the degree of variation intra-race; Cuzco Ecuatoriano, Kcello Ecuatoriano and Montaa Ecuatoriana were races that, on average, showed higher ranges and coefficients of variation for these geographical characters. In terms of the edaphic conditions, all races, except Cnico Dentado, showed a great heterogeneity, and can grow both in rich and poor soils, with pH values between acid and moderately alkaline. The comparison between races revealed significant differences in the environmental ranges in some races as Cnico Dentado, which tends to be grown at lower elevations and, therefore, in environments less cold and greater precipitation than Blanco Blandito, Patillo Ecuatoriano, Sabanero Ecuatoriano, Uchima and Zhima. For most of the races were found materials potentially adapted to stress conditions (seasonal precipitation less than 500 mm and soil with a pH between 4.5 and 5.5). Finally, the maps of richness, morphologic diversity and ecogeographical diversity showed 36 cells high diversity distributed in 10 provinces of the Sierra: 11 cells in the northern provinces, 11 in the central provinces and 14 in the southern provinces. For the characterization and identification of the typology of the farmers who cultivate corn in the Sierra of Ecuador and the analysis of the possible factors of risk of loss of diversity, there were realized interviews individual and semistructured to the farmers owners of the farms where the samples were gathered for the study of diversity (254 in whole). The questions that were formulated (11 opened ones and 5 closed ones) were organized in six blocks: data of the farmer, characteristics of the farm, diversity and knowledge of the crop, crop management, uses and seed flow. The results indicated that the maize diversity that exist in the Sierra of Ecuador is managed mainly by mestizo farmers, aged between 30 and 55, who cultivate one or two traditional varieties for self-consumption, on plots of less than 0.5 has and in associated with beans. The segmentation analysis algorithm using the Chi-square automatic interaction detection (CHAID technique), allowed to identify a small group of indigenous farmers with medium-sized plots (between 0.5 there is and 1.5 it is) that a major number of traditional varieties preserves for farm that the average farmer. The statistical analysis did not detect significant differences between ethnic groups (mestizos vs. indigenous), genres (man vs. women) and age groups (young people under 30 years of age, adults between 30 and 55 years and adults over 55 years old) in regards to the knowledge of the cultivation (recognition criteria and reasons of preference) and management (type of crop), but if detected differences between regions, mainly on the mode of cultivating the maize; while in the north and south they tend to sow in associate and with a greater number of species, in the center accustomed to cultivate it preferably only. In regards to the uses, they were compiled up to 39 different ways of consuming maize, being Kcello Ecuatoriano and Zhima the races for which a major number of uses registered. The comparison of the average number of uses per variety between ethnic groups showed that the mestizo farmers used their traditional varieties of form more varied than the indigenous people. Between the factors of risk that were analyzed, the low percentage of young farmers who deal with the farms might suppose a medium-term threat for lack of generational relief. In addition, the numerous synonyms and homonyms that were detected and the low seed exchange could also be a cause of loss of diversity, either by replacement or by aging of the seed. Finally, it was concluded that the races Chaucho, Complex Chillo-Huandango, Complex Mishca-Huandango, Cnico Dentado, Montaa Ecuatoriana and Sabanero Ecuatoriano are particularly vulnerable, not only because of their low presence, but also by the grain color they have (the same as the majority of races more common) and lack of names and specific uses. Finally, for the prioritization of maize conservation areas on farm in the Sierra of Ecuador, used 13 criteria of different nature: 2 ecogeographic (precipitation, diversity ecogeographical), 6 biological (degree of presence of the crop, races richness, morphological diversity, the presence of mixtures, presence of local races and risk of genetic erosion), 3 cultural (abundance of varieties per farm, diversity of uses and frequency of exchange) and 2 demographic (population size and distance to urban centers). Using GIS techniques and multicriteria evaluation, the original values of the layers-criterion were transformed to a scale of 0 to 100. Later, the normalized layers - criteria were added using three weighting methods: (1) the same weight, (2) different weight according to the score given by 72 experts, and (3) different weight according to the method of comparison between pairs of criteria. The results allowed to identify eight 10 km cells x 10 km with high punctuation (> 65): three cells in the north (one in each of the provinces), a cell in the center (in the Cotopaxi province), and four cells in the south region (two in Azuay and other two in Loja).
Resumo:
El anlisis de las diferentes alternativas en la planificacin y diseo de corredores y trazados de carreteras debe basarse en la correcta definicin de variables territoriales que sirvan como criterios para la toma de decisin y esto requiere un anlisis ambiental preliminar de esas variables de calidad. En Espaa, los estudios de viabilidad de nuevas carreteras y autovas estn asociados a una fase del proceso de decisin que se corresponde con el denominado Estudio Informativo, el cual establece condicionantes fsicos, ambientales, de uso del suelo y culturales que deben ser considerados en las primeras fases de la definicin del trazado de un corredor de carretera. As, la metodologa ms frecuente es establecer diferentes niveles de capacidad de acogida del territorio en el rea de estudio con el fin de resumir las variables territoriales en mapas temticos y facilitar el proceso de trazado de las alternativas de corredores de carretera. El paisaje es un factor limitante a tener en cuenta en la planificacin y diseo de carreteras y, por tanto, deben buscarse trazados ms sostenibles en relacin con criterios estticos y ecolgicos del mismo. Pero este factor no es frecuentemente analizado en los Estudios Informativos e incluso, si es considerado, los estudios especficos de la calidad del paisaje (esttico y ecolgico) y de las formas del terreno no incorporan las recomendaciones de las guas de trazado para evitar o reducir los impactos en el paisaje. Adems, los mapas de paisaje que se generan en este tipo de estudios no se corresponden con la escala de desarrollo del Estudio Informativo (1:5.000). Otro dficit comn en planificacin de corredores y trazados de carreteras es que no se tiene en cuenta la conectividad del paisaje durante el proceso de diseo de la carretera para prevenir la afeccin a los corredores de fauna existentes en el paisaje. Este dficit puede originar un posterior efecto barrera en los movimientos dispersivos de la fauna y la fragmentacin de sus hbitats debido a la ocupacin parcial o total de las teselas de hbitats con importancia biolgica para la fauna (o hbitats focales) y a la interrupcin de los corredores de fauna que concentran esos movimientos dispersivos de la fauna entre teselas. El objetivo principal de esta tesis es mejorar el estudio del paisaje para prevenir su afeccin durante el proceso de trazado de carreteras, facilitar la conservacin de los corredores de fauna (o pasillos verdes) y la localizacin de medidas preventivas y correctoras en trminos de seleccin y cuantificacin de factores de idoneidad a fin de reducir los impactos visuales y ecolgicos en el paisaje a escala local. Concretamente, la incorporacin de valores cuantitativos y bien justificados en el proceso de decisin permite incrementar la transparencia en el proceso de diseo de corredores y trazados de carreteras. Con este fin, se han planteado cuatro preguntas especficas en esta investigacin (1) Cmo se seleccionan y evalan los factores territoriales limitantes para localizar una nueva carretera por los profesionales espaoles de planificacin del territorio en relacin con el paisaje? (2) Cmo pueden ser definidos los corredores de fauna a partir de factores del paisaje que influyen en los movimientos dispersivos de la fauna? (3) Cmo pueden delimitarse y evaluarse los corredores de fauna incluyendo el comportamiento parcialmente errtico en los movimientos dispersivos de la fauna y el efecto barrera de los elementos antrpicos a una escala local? (4) Qu y cmo las recomendaciones de diseo de carreteras relacionadas con el paisaje y las formas del terreno pueden ser incluidas en un modelo de Sistemas de Informacin Geogrfica (SIG) para ayudar a los ingenieros civiles durante el proceso de diseo de un trazado de carreteras bajo el punto de vista de la sostenibilidad?. Esta tesis doctoral propone nuevas metodologas que mejoran el anlisis visual y ecolgico del paisaje utilizando indicadores y modelos SIG para obtener alternativas de trazado que produzcan un menor impacto en el paisaje. Estas metodologas fueron probadas en un paisaje heterogneo con una alta tasa de densidad de corzo (Capreolus capreolus L.), uno de los grandes mamferos ms atropellados en la red de carreteras espaolas, y donde est planificada la construccin de una nueva autova que atravesar la mitad del rea de distribucin del corzo. Inicialmente, se han analizado las variables utilizadas en 22 estudios de proyectos de planificacin de corredores de carreteras promovidos por el Ministerio de Fomento entre 2006 y 2008. Estas variables se agruparon segn condicionantes fsicos, ambientales, de usos del suelo y culturales con el fin de comparar los valores asignados de capacidad de acogida del territorio a cada variable en los diferentes estudios revisados. Posteriormente, y como etapa previa de un anlisis de conectividad, se construy un mapa de resistencia de los movimientos dispersivos del corzo en base a la literatura y al juicio de expertos. Usando esta investigacin como base, se le asign un valor de resistencia a cada factor seleccionado para construir la matriz de resistencia, ponderndolo y combinndolo con el resto de factores usando el proceso analtico jerrquico y los operadores de lgica difusa como mtodos de anlisis multicriterio. Posteriormente, se dise una metodologa SIG para delimitar claramente la extensin fsica de los corredores de fauna de acuerdo a un valor umbral de ancho geomtrico mnimo, as como la existencia de mltiples potenciales conexiones entre cada par de teselas de hbitats presentes en el paisaje estudiado. Finalmente, se realiz un procesado de datos Light Detection and Ranging (LiDAR) y un modelo SIG para calcular la calidad del paisaje (esttico y ecolgico), las formas del terreno que presentan caractersticas similares para trazar una carretera y la acumulacin de vistas de potenciales conductores y observadores de los alrededores de la nueva va. Las principales contribuciones de esta investigacin al conocimiento cientfico existente en el campo de la evaluacin del impacto ambiental en relacin al diseo de corredores y trazados de carreteras son cuatro. Primero, el anlisis realizado de 22 Estudios Informativos de planificacin de carreteras revel que los mtodos aplicados por los profesionales para la evaluacin de la capacidad de acogida del territorio no fue suficientemente estandarizada, ya que haba una falta de uniformidad en el uso de fuentes cartogrficas y en las metodologas de evaluacin de la capacidad de acogida del territorio, especialmente en el anlisis de la calidad del paisaje esttico y ecolgico. Segundo, el anlisis realizado en esta tesis destaca la importancia de los mtodos multicriterio para estructurar, combinar y validar factores que limitan los movimientos dispersivos de la fauna en el anlisis de conectividad. Tercero, los modelos SIG desarrollados Generador de alternativas de corredores o Generator of Alternative Corridors (GAC) y Eliminador de Corredores Estrechos o Narrow Corridor Eraser (NCE) pueden ser aplicados sistemticamente y sobre una base cientfica en anlisis de conectividad como una mejora de las herramientas existentes para la comprensin el paisaje como una red compuesta por nodos y enlaces interconectados. As, ejecutando los modelos GAC y NCE de forma iterativa, pueden obtenerse corredores alternativos con similar probabilidad de ser utilizados por la fauna y sin que stos presenten cuellos de botella. Cuarto, el caso de estudio llevado a cabo de prediseo de corredores y trazado de una nueva autova ha sido novedoso incluyendo una clasificacin semisupervisada de las formas del terreno, filtrando una nube de puntos LiDAR e incluyendo la nueva geometra 3D de la carretera en el Modelo Digital de Superficie (MDS). El uso combinado del procesamiento de datos LiDAR y de ndices y clasificaciones geomorfolgicas puede ayudar a los responsables encargados en la toma de decisiones a evaluar qu alternativas de trazado causan el menor impacto en el paisaje, proporciona una visin global de los juicios de valor ms aplicados y, en conclusin, define qu medidas de integracin paisajstica correctoras deben aplicarse y dnde. ABSTRACT The assessment of different alternatives in road-corridor planning and layout design must be based on a number of well-defined territorial variables that serve as decision-making criteria, and this requires a high-quality preliminary environmental analysis of those quality variables. In Spain, feasibility studies for new roads and motorways are associated to a phase of the decision procedure which corresponds with the one known as the Informative Study, which establishes the physical, environmental, land-use and cultural constraints to be considered in the early stages of defining road corridor layouts. The most common methodology is to establish different levels of Territorial Carrying Capacity (TCC) in the study area in order to summarize the territorial variables on thematic maps and facilitate the tracing process of road-corridor layout alternatives. Landscape is a constraint factor that must be considered in road planning and design, and the most sustainable layouts should be sought based on aesthetic and ecological criteria. However this factor is not often analyzed in Informative Studies and even if it is, baseline studies on landscape quality (aesthetic and ecological) and landforms do not usually include the recommendations of road tracing guides designed to avoid or reduce impacts on the landscape. The resolution of the landscape maps produced in this type of studies does not comply with the recommended road design scale (1:5,000) in the regulations for the Informative Study procedure. Another common shortcoming in road planning is that landscape ecological connectivity is not considered during road design in order to avoid affecting wildlife corridors in the landscape. In the prior road planning stage, this issue could lead to a major barrier effect for fauna dispersal movements and to the fragmentation of their habitat due to the partial or total occupation of habitat patches of biological importance for the fauna (or focal habitats), and the interruption of wildlife corridors that concentrate fauna dispersal movements between patches. The main goal of this dissertation is to improve the study of the landscape and prevent negative effects during the road tracing process, and facilitate the preservation of wildlife corridors (or green ways) and the location of preventive and corrective measures by selecting and quantifying suitability factors to reduce visual and ecological landscape impacts at a local scale. Specifically the incorporation of quantitative and well-supported values in the decision-making process provides increased transparency in the road corridors and layouts design process. Four specific questions were raised in this research: (1) How are territorial constraints selected and evaluated in terms of landscape by Spanish land-planning practitioners before locating a new road? (2) How can wildlife corridors be defined based on the landscape factors influencing the dispersal movements of fauna? (3) How can wildlife corridors be delimited and assessed to include the partially erratic movements of fauna and the barrier effect of the anthropic elements at a local scale? (4) How recommendations of road design related to landscape and landforms can be included in a Geographic Information System (GIS) model to aid civil engineers during the road layout design process and support sustainable development? This doctoral thesis proposes new methodologies that improve the assessment of the visual and ecological landscape character using indicators and GIS models to obtain road layout alternatives with a lower impact on the landscape. These methodologies were tested on a case study of a heterogeneous landscape with a high density of roe deer (Capreolus capreolus L.) one of the large mammals most commonly hit by vehicles on the Spanish road network and where a new motorway is planned to pass through the middle of their distribution area. We explored the variables used in 22 road-corridor planning projects sponsored by the Ministry of Public Works between 2006 and 2008. These variables were grouped into physical, environmental, land-use and cultural constraints for the purpose of comparing the TCC values assigned to each variable in the various studies reviewed. As a prior stage in a connectivity analysis, a map of resistance to roe deer dispersal movements was created based on the literature and experts judgment. Using this research as a base, each factor selected to build the matrix was assigned a resistance value and weighted and combined with the rest of the factors using the analytic hierarchy process (AHP) and fuzzy logic operators as multicriteria assessment (MCA) methods. A GIS methodology was designed to clearly delimit the physical area of wildlife corridors according to a geometric threshold width value, and the multiple potential connections between each pair of habitat patches in the landscape. A Digital Surface Model Light Detection and Ranging (LiDAR) dataset processing and a GIS model was performed to determine landscape quality (aesthetic and ecological) and landforms with similar characteristics for the road layout, and the cumulative viewshed of potential drivers and observers in the area surrounding the new motorway. The main contributions of this research to current scientific knowledge in the field of environmental impact assessment for road corridors and layouts design are four. First, the analysis of 22 Informative Studies on road planning revealed that the methods applied by practitioners for assessing the TCC were not sufficiently standardized due to the lack of uniformity in the cartographic information sources and the TCC valuation methodologies, especially in the analysis of the aesthetic and ecological quality of the landscape. Second, the analysis in this dissertation highlights the importance of multicriteria methods to structure, combine and validate factors that constrain wildlife dispersal movements in the connectivity analysis. Third, the Generator of Alternative Corridors (GAC) and Narrow Corridor Eraser (NCE) GIS models developed can be applied systematically and on a scientific basis in connectivity analyses to improve existing tools and understand landscape as a network composed of interconnected nodes and links. Thus, alternative corridors with similar probability of use by fauna and without bottlenecks can be obtained by iteratively running GAC and NCE models. Fourth, our case study of new motorway corridors and layouts design innovatively included semi-supervised classification of landforms, filtering of LiDAR point clouds and new 3D road geometry on the Digital Surface Model (DSM). The combined used of LiDAR data processing and geomorphological indices and classifications can help decision-makers assess which road layouts produce lower impacts on the landscape, provide an overall insight into the most commonly applied value judgments, and in conclusion, define which corrective measures should be applied in terms of landscaping, and where.
Resumo:
Este Trabajo Fin de Grado trata de dar respuesta a un problema de movilidad sostenible en el municipio de Madrid. Mediante las herramientas de anlisis geoespacial de los Sistemas de Informacin Geogrfica (SIG) se buscan soluciones para la ampliacin de la red de estaciones de suministro de combustibles alternativos como el Gas Licuado de Petrleo (GLP), Gas Natural Comprimido (GNC) y electricidad. Los resultados obtenidos determinan las posibles ubicaciones de los nuevos puntos atendiendo a criterios especficos segn el tipo de combustible. Estas soluciones procuran que se alcancen las medidas impuestas por las directivas europeas en la materia de las Smart Cities. Adems, con este Trabajo se muestran las capacidades de gestin de los SIG en el mbito urbano y sus posibles aplicaciones. ABSTRACT: This Final Project answers the problem of sustainable mobility in the city of Madrid. By means of geospatial analysis tools of Geographic Information Systems (GIS) solutions are searched to extend the supply stations network for alternative fuels like Liquefied Petroleum Gas (LPG), Compressed Natural Gas (CNG) and electricity. The final results are the best possible locations of new items according to specific criteria depending on the type of fuel. These solutions seek to the measures imposed by the European directives are reached in the field of Smart Cities. In addition, This Final Project shows management capabilities of GIS in urban areas and their possible application.
Resumo:
Esta investigacin se centra en determinar los grupos estratgicos (GE) de la industria bancaria venezolana y su influencia sobre el desempeo en el sector, as como su relacin con la cobertura y la exclusin geogrfica, durante el perodo 2008-2010. El test M de Box demostr que hubo inestabilidad financiera durante este lapso de tiempo, por ello se evalu el comportamiento de los GE en cada ao de estudio. La muestra se constituy para el ao 2008 por 58 entidades financieras, en el ao 2009 por 52 entidades bancarias y para el perodo 2010 por slo 39 instituciones. Antes de la aplicacin del anlisis cluster a las variables de alcance de la estrategia y recursos comprometidos, se realiz un anlisis de componentes principales para determinar la relacin entre estas variables y detectar valores atpicos; mientras que para distinguir las estrategias que caracterizaron a los grupos se sigui el procedimiento de uso comn propuesto por Amel y Rhoades (1988), y se reforz con la realizacin de las pruebas de contraste de medias o medianas ANOVA, Scheff, Kruskal-Wallis y U de Mann-Whitney. Se emple el paquete estadstico SPSS (versin 15.0) y el software de sistema de informacin geogrfica Arcgis (versin 9.2) para lograr el objetivo propuesto. Los resultados indican que: 1) Al aplicar un procedimiento estadstico es posible detectar gradaciones en la implementacin o evasin de las estrategias o del compromiso de recursos por parte de los GE, 2) En momentos de inestabilidad financiera los bancos cambian de estrategia y por tanto de GE, con el fin de obtener un buen desempeo, o al menos sobrevivir, 3) Slo hubo evidencia parcial de la validez predictiva de los grupos estratgicos, 4) Al menos en Venezuela, los GE bancarios tienden a adoptar una estrategia de cobertura geogrfica acorde con su estrategia financiera y, adems que, los GE difieren en el nivel de Responsabilidad Social Empresarial en la lucha contra la exclusin financiera geogrfica. ABSTRACT This research focuses on identifying strategic groups (SG) of the Venezuelan banking industry and its influence on the performance in the sector and its relationship with geographical coverage and exclusion, during the period 2008-2010. Box M test showed that there was financial instability during this period, so the behavior of SG in each year of study was evaluated. The sample was established for 2008 by 58 financial institutions, in 2009 by 52 banks and for the period 2010 to only 39 institutions. Before applying the cluster analysis variables scope of the strategy and committed resources, principal component analysis was performed to determine the relationship between these variables and outliers; while distinguishing strategies that characterized the group proposed by Amel and Rhoades (1988) commonly used procedure was followed and reinforced by the performance of tests contrast mean or median ANOVA, Scheff, Kruskal-Wallis and Mann-Whitney. SPSS (version 15.0) and software Arcgis geographic information system (version 9.2) was used to achieve the objective. The results indicate that: 1) By applying a statistical procedure can detect gradations in implementation or avoidance strategies or resource commitment by SG, 2) In times of financial instability banks change their strategy and therefore SG, in order to get a good performance, or at least survive, 3) There was only partial evidence for the predictive validity of strategic groups, 4) At least in Venezuela, banking SG tend to adopt a strategy of geographical coverage according to their financial strategy and also that the SG differ in the level of corporate social responsibility in the fight against financial exclusion Geographic.
Resumo:
Una de las caractersticas de la cartografa y SIG Participativos (SIGP) es incluir en sus mtodos a la sociedad civil para aportar contenidos cualitativos a la informacin de sus territorios. Sin embargo no slo se trata de datos, sino de los efectos que pueden tener estas prcticas sobre el territorio y su sociedad. El acceso a esa informacin se ve reducida en contraste con el incremento de informacin difundida a travs de servicios de visualizacin, geoinformacin y cartografa on-line. Todo esto hace que sea necesario el anlisis del alcance real de las metodologas participativas en el uso de Informacin Geogrfica (IG) y la comparacin desde distintos contextos geogrficos. Tambin es importante conocer los beneficios e inconvenientes del acceso a la informacin para el planeamiento; desde la visibilidad de muchos pueblos desapercibidos en zonas rurales y perifricas, hasta la influencia en programas de gobierno sobre la gestin del territorio pasando por el conocimiento local espacial. El anlisis se centr en los niveles de participacin de la sociedad civil y sus grados de accesibilidad a la informacin (acceso y uso), dentro del estudio de los SIGP, Participatory Mapping, adems se estudi de los TIG (Tecnologas de Informacin Geogrfica), cartografas on-line (geoweb) y plataformas de geovisualizacin espacial, como recursos de Neocartografa. En este sentido, se realiz un trabajo de campo de cartografa participativa en Bolivia, se evaluaron distintos proyectos SIGP en pases del norte y sur (comparativa de contextos en pases en desarrollo) y se analizaron los resultados del cruce de las distintas variables.(validacin, accesibilidad, verificacin de datos, valor en la planificacin e identidad) La tesis considera que ambos factores (niveles de participacin y grado de accesibilidad) afectan a la (i) validacin, verificacin y calidad de los datos, la (ii) valor analtico en la planificacin, y al (iii) modelo de identidad de un lugar, y que al ser tratados de forma integral, constituyen el valor aadido que los SIGP pueden aportar para lograr una planificacin efectiva. Asimismo se comprueba, que la dimensin participativa en los SIGP vara segn el contexto, la centralizacin de sus actores e intereses sectoriales. La informacin resultante de las prcticas SIGP tiende a estar restringida por la falta de legislaciones y por la ausencia de formatos estndar, que limitan la difusin e intercambio de la informacin. Todo esto repercute en la efectividad de una planificacin estratgica y en la viabilidad de la implementacin de cualquier proyecto sobre el territorio, y en consecuencia sobre los niveles de desarrollo de un pas. Se confirma la hiptesis de que todos los elementos citados en los SIGP y mapeo participativo actuarn como herramientas vlidas para el fortalecimiento y la eficacia en la planificacin slo si estn interconectadas y vinculadas entre s. Se plantea una propuesta metodolgica ante las formas convencionales de planificacin (nueva ruta del planeamiento; que incluye el intercambio de recursos y determinacin participativa local antes de establecer la implementacin), con ello, se logra incorporar los beneficios de las metodologas participativas en el manejo de la IG y los SIG (Sistemas de Informacin Geogrfica) como instrumentos estratgicos para el desarrollo de la identidad local y la optimizacin en los procesos de planeamiento y estudios del territorio. Por ltimo, se fomenta que en futuras lneas de trabajo los mapas de los SIGP y la cartografa participativa puedan llegar a ser instrumentos visuales representativos que transfieran valores identitarios del territorio y de su sociedad, y de esta manera, ayudar a alcanzar un mayor conocimiento, reconocimiento y valoracin de los territorios para sus habitantes y sus planificadores. ABSTRACT A feature of participatory mapping and PGIS is to include the participation of the civil society, to provide qualitative information of their territories. However, focus is not only data, but also the effects that such practices themselves may have on the territory and their society. Access to this information is reduced in contrast to the increase of information disseminated through visualization services, geoinformation, and online cartography. Thus, the analysis of the real scope of participatory methodologies in the use of Geographic Information (GI) is necessary, including the comparison of different geographical contexts. It is also important to know the benefits and disadvantages of access to information needed for planning in different contexts, ranging from unnoticed rural areas and suburbs to influence on government programs on land management through local spatial knowledge. The analysis focused on the participation levels of civil society and the degrees of accessibility of the information (access and use) within the study of Participatory GIS (PGIS). In addition, this work studies GIT (Geographic Information Technologies), online cartographies (Geoweb) and platforms of spatial geovisualization, as resources of Neocartography. A participatory cartographic fieldwork was carried out in Bolivia. Several PGIS projects were evaluated in Northern and Southern countries (comparatively with the context of developing countries), and the results were analyzed for each these different variables. (validation, accessibility, verification,value, identity). The thesis considers that both factors (participation levels and degree of accessibility) affect the (i) validation, verification and quality of the data, (ii) analytical value for planning, and (iii) the identity of a place. The integrated management of all the above cited criteria constitutes an added value that PGISs can contribute to reach an effective planning. Also, it confirms the participatory dimension of PGISs varies according to the context, the centralization of its actors, and to sectorial interests. The resulting information from PGIS practices tends to be restricted by the lack of legislation and by the absence of standard formats, which limits in turn the diffusion and exchange of the information. All of this has repercussions in the effectiveness of a strategic planning and in the viability of the implementation of projects about the territory, and consequentially in the land development levels. The hypothesis is confirmed since all the described elements in PGISs and participatory mapping will act as valid tools in strengthening and improving the effectivity in planning only if they are interconnected and linked amongst themselves. This work, therefore, suggests a methodological proposal when faced with the conventional ways of planning: a new planning route which includes the resources exchange and local participatory determination before any plan is established -. With this, the benefits of participatory methodologies in the management of GI and GIS (Geographic Information Systems) is incorporated as a strategic instrument for development of local identity and optimization in planning processes and territory studies. Finally, the study outlines future work on PGIS maps and Participatory Mapping, such that these could eventually evolve into visual representative instruments that transfer identity values of the territory and its society. In this way, they would contribute to attain a better knowledge, recognition, and appraisement of the territories for their inhabitants and planners.