Clustering Based Large Margin Classification: A Scalable Approach using SOCP Formulation

This paper presents a novel Second Order Cone Programming (SOCP) formulation for large scale binary classification tasks. Assuming that the class conditional densities are mixture distributions, where each component of the mixture has a spherical covariance, the second order statistics of the components can be estimated efficiently using clustering algorithms like BIRCH. For each cluster, the second order moments are used to derive a second order cone constraint via a Chebyshev-Cantelli inequality. This constraint ensures that any data point in the cluster is classified correctly with a high probability. This leads to a large margin SOCP formulation whose size depends on the number of clusters rather than the number of training data points. Hence, the proposed formulation scales well for large datasets when compared to the state-of-the-art classifiers, Support Vector Machines (SVMs). Experiments on real world and synthetic datasets show that the proposed algorithm outperforms SVM solvers in terms of training time and achieves similar accuracies.

Learning from positive and unlabelled examples using maximum margin clustering

Learning from Positive and Unlabelled examples (LPU) has emerged as an important problem in data mining and information retrieval applications. Existing techniques are not ideally suited for real world scenarios where the datasets are linearly inseparable, as they either build linear classifiers or the non-linear classifiers fail to achieve the desired performance. In this work, we propose to extend maximum margin clustering ideas and present an iterative procedure to design a non-linear classifier for LPU. In particular, we build a least squares support vector classifier, suitable for handling this problem due to symmetry of its loss function. Further, we present techniques for appropriately initializing the labels of unlabelled examples and for enforcing the ratio of positive to negative examples while obtaining these labels. Experiments on real-world datasets demonstrate that the non-linear classifier designed using the proposed approach gives significantly better generalization performance than the existing relevant approaches for LPU.

India-Madagascar paleo-fit based on flexural isostasy of their rifted margins

The present study contributes new constraints on, and definitions of, the reconstructed plate margins of India and Madagascar based on flexural isostasy along the Western Continental Margin of India (WCMI) and the Eastern Continental Margin of Madagascar (ECMM). We have estimated the nature of isostasy and crustal geometry along the two margins, and have examined their possible conjugate structure. Here we utilize elastic thickness (Te) and Moho depth data as the primary basis for the correlation of these passive margins. We employ the flexure inversion technique that operates in spatial domain in order to estimate the spatial variation of effective elastic thickness. Gravity inversion and flexure inversion techniques are used to estimate the configuration of the Moho/Crust-Mantle Interface that reveals regional correlations with the elastic thickness variations. These results correlate well with the continental and oceanic segments of the Indian and African plates. The present study has found a linear zone of anomalously low-Te (1-5 km) along the WCMI (similar to 1680 km), which correlates well with the low-Te patterns obtained all along the ECMM. We suggest that the low-Te zones along the WCMI and ECMM represent paleo-rift inception points of lithosphere thermally and mechanically weakened by the combined effects of the Marion hotspot and lithospheric extension due to rifting. We have produced an India-Madagascar paleo-fit representing the initial phase of separation based on the Te estimates of the rifted conjugate margins, which is confirmed by a close-fit correlation of Moho geometry and bathymetry of the shelf margins. The matching of tectonic lineaments, lithologies and geochronological belts between India and Madagascar provide an additional support for the present plate reconstruction. (C) 2014 International Association for Gondwana Research. Published by Elsevier B.V. All rights reserved.

Influence of the upwelling events on the delta C-13 and delta O-18 of the benthic bivalve shells of the South Western Continental Margin of India

In this study, the influence of the spatial and temporal variability of upwelling intensity and the associated biological productivity observed during different phases of summer monsoon along the southwestern continental margin of India (SWCMI) on the delta C-13 and delta O-18 of the inorganic biogenic carbonate shells was investigated. Multispecies benthic bivalve shells (1-5 mm) separated from ten surface sediment samples of SWCMI (off 12 degrees N, 10 degrees N and 9 degrees N) collected during the onset (OSM) and peak (PSM) phase of the summer monsoon of 2009 were analysed for delta C-13 and delta O-18. Sea surface temperature along the study region indicates prominent upwelling in PSM than in OSM. A comparison of analytical and predicted values for delta O-18 in the bivalve shells confirmed their in situ origin during both the sampling periods. During PSM, the delta C-13 values in the benthic bivalve shells were more depleted in C-13 than during OSM which recorded lower values of delta C-13 in dissolved inorganic carbon of bottom waters expected in the study region in PSM due to the upwelled waters, high surface productivity and the associated high degradation of the organic matter in the subsurface and bottom waters. However, this depletion of delta C-13 was not observed in benthic bivalve shells obtained from 10 degrees N, since it is influenced by high export fluxes of carbon from the Cochin estuary since early monsoon months.

Geometric multiplicity margin for a submatrix

AMS Classification: 15A18, 15A21, 15A60.

Arquitetura crustal da bacia de Almada no contexto das bacias da margem lesste da América do Sul

A Bacia de Almada, localizada no estado da Bahia, compartilha características similares com as outras bacias da margem leste do Brasil, quando é analisada segundo aspectos como os processos sedimentares e o regime de esforço dominante durante a sua formação. Observa-se uma diferença marcante em relação as outras bacias quando é analisada sob a ótica da composição da crosta transicional, uma vez que não se registra atividade vulcânica durante a fase rifte. A aquisição de um extenso levantamento sísmico 3D, com cabos de 6 km de comprimento e 9.2 segundos de tempo de registro (tempo sísmico duplo), resultaram em imagens sísmicas de boa qualidade das estruturas profundas do rifte. Adicionalmente, estudos de modelagem gravimétrica foram integrados com a análise sísmica para corroborar o modelo geológico. A Bacia de Almada é parte dos sistemas de rifte continentais, desenvolvidos durante o Berriasiano até o Aptiano, que antecederam a quebra do continente do Gondwana, evoluindo posteriormente para uma margem passiva divergente. O processo do rifteamento desenvolveu cinco sub-bacias de orientação NNE-SSO, desde posições terrestres até marinhas profundas, produzindo um arcabouço estrutural complexo. Os perfis da sísmica profunda mostram o afinamento progressivo da crosta continental até espessuras da ordem de 5 km, abaixo da sub-bacia mais oriental, com fatores de estiramento crustal próximo a 7 antes do desenvolvimento de crosta oceânica propriamente dita. As imagens sísmicas de boa qualidade permitem também o reconhecimento de sistemas de falhas lístricas que se iniciam na crosta superior, evoluem atravessando a crosta e conectando as sub-bacias para finalizar em um descolamento horizontal na crosta inferior estratificada. Adicionalmente, a bacia apresenta um perfil assimétrico, compatível com mecanismos de cisalhamento simples. As margens vulcânicas (VM) e não vulcânicas (NVM), são os extremos da análise composicional das margens divergentes continentais. Na Bacia de Almada não se reconhecem os elementos arquiteturais típicos das VM, tais como são as grandes províncias ígneas, caracterizadas por cunhas de refletores que mergulham em direção ao mar e por intenso vulcanismo pré- e sin-rifte nas bacias. Embora a margem divergente do Atlântico Sul seja interpretada tradicionalmente como vulcânica, o segmento do rifte ao sul do Estado da Bahia apresenta características não-vulcânicas, devido à ausência destes elementos arquiteturais e aos resultados obtidos nas perfurações geológicas que eventualmente alcançam a seqüência rifte e embasamento. Regionalmente a margem divergente sul-americana é majoritariamente vulcânica, embora a abundância e a influência do magmatísmo contemporâneo ao rifte seja muito variável. Ao longo da margem continental, desde a Bacia Austral no sul da Argentina, até a Bacia de Pernambuco no nordeste do Brasil, podem ser reconhecidos segmentos de caráter vulcânico forte, médio e não vulcânico. Nos exemplos clássicos de margens não vulcânicas, como a margem da Ibéria, a crosta transicional é altamente afinada podendo apresentar evidências de exumação de manto. Na Bacia de Almada, a crosta transicional apresenta importante estiramento embora não haja evidências concretas de exumação de manto. Os mecanismos responsáveis pela geração e intrusão dos grandes volumes de magma registrados nas margens divergentes são ainda sujeitos a intenso debate. Ao longo da margem divergente sul-americana há evidências da presença dos mecanismos genéticos de estiramento litosférico e impacto de plumas. Alternativamente estes dois mecanismos parecem ter tido um papel importante na evolução tectônica da margem sudeste e sul, diferenciando-as da margem continental onde foi implantada a Bacia de Almada.

Termocronologia (U-Th)He e reativação da margem continental do sudeste do Brasil: seção Serra da Mantiqueira - Gráben da Guanabara

A evolução da margem continental do sudeste do Brasil tem sido discutida por diversos autores desde meados do século passado até os dias atuais, especialmente no contexto da origem e evolução dos escarpamentos e das bacias tafrogênicas. Buscou-se contribuir com novos dados sobre a evolução da área a partir da aplicação da termocronologia de baixa temperatura (U-Th)/He em apatita, que oferece uma sensibilidade significativa para registrar movimentações tectônicas na crosta superior. Foi possível obter idades em 107 cristais de apatita de 18 amostras do embasamento coletadas no perfil com orientação NW-SE, numa seção entre a Serra da Mantiqueira e o Gráben da Guanabara. As idades corrigidas variam entre 250,1 8,7 Ma e 43,5 1,9 Ma (2 σ) e as não corrigidas entre 174,13 3,03 Ma e 27,07 0,60 Ma (1 σ). O Neocretáceo, o Eocretáceo e o Paleoceno são os principais registros no conjunto de dados, em ordem de importância. No Neocretáceo, o intervalo entre 83,6 e 72,1 Ma (Campaniano) representa o maior destaque nos registros termocronológicos, embora os outros registros (Maastrichtiano e Santoniano) também estejam presentes e sejam importantes. As idades do Neocretáceo destacam a importância dos eventos tectonomagmáticos e soerguimento regional na história térmica dessa área, inclusive com idades (~86 Ma) atribuídas ao contexto de soerguimento da Serra do Mar. As idades do Eocretáceo indicam o registro de eventos térmicos mais antigos, vinculados à evolução pré-rifte. Já os dados do Paleoceno estariam associados ao evento de reativação responsável pela implantação do sistema de riftes continentais (~65 Ma) e as idades do Eoceno, restritas à borda de falha da bacia de Resende (49,7 Ma e 43,5 Ma), à reativação do sistema de riftes nessa área. A dispersão de idades foi interpretada como efeito dos danos de radiação já que muitos grãos apresentam correlação entre idade e concentração de urânio (eU). Os padrões de tempo-temperatura (t-T), definidos a partir dos modelos HeFTy calibrados para o modelo de difusão que considera os efeitos de danos de radiação nos cristais, registraram eventos de resfriamento rápido, os quais mostram correlação direta com episódios de reativação e soerguimento na margem continental e com registros nas bacias continentais e marginais. O padrão de aumento das idades com a elevação, assim como da costa em direção ao interior é observado, mas mostra-se alterado pela ocorrência de idades mais jovens associadas à complexa evolução dessa margem continental com desnivelamentos de blocos vinculados à tectônica pós-rift, numa situação que ressalta a influência dos episódios de reativação. As estimativas de denudação total variam entre 1,2 e 2,8 km. As taxas de erosão variam entre 15,2 e 35,3 m/Ma. A evolução da área indica não apenas a influência de um evento específico mas, possivelmente, uma combinação de episódios que se alternaram e/ou atuaram em conjunto em determinados períodos. Os eventos de reativação mais antigos, combinados com os mais recentes, exibem os seus remanescentes na paisagem (serras da Mantiqueira e do Mar e os grábens e bacias sedimentares) e assumem papel fundamental na evolução da área. Os registros de tais episódios podem ser observados nas histórias térmicas das rochas e nos depósitos correlativos nas bacias sedimentares marginais e intracontinentais.

Rapid δ18O and δ13C isotopic shifts in late Pleistocene marine varves on the California margin

Upper Pleistocene sediments on the continental slope off Northern California contain alternations of varves and bioturbation produced by fluctuations in intensity of the coastal upwelling system. Stable isotopic analyses of benthic Foraminifera across a particularly well developed varve/bioturbation sequence deposited ~26,000 years ago reveal rapid shifts of ~0.25‰ in δ18O and ~0.4‰ in δ13C. The δ18O shift occurs within a varved section. Based on varve counts, the isotopic change occurred in less than 100 years. Timing and magnitude of the shift coincide with similar shifts observed in almost all other high-resolution δ18O records that have been interpreted as primarily representing global in-volume fluctuations.

Geochemical evidence for enhanced upwelling and organic productivity during the late Quaternary on the continental margin of northern California

EXTRACT (SEE PDF FOR FULL ABSTRACT): Laminated sediments are preserved in upper Pleistocene sections of cores collected on the continental slope at water depths within the present oxygen-minimum zone from at least as far north as the Klamath River and as far south as Point Sur. Comparison of sediment components in the laminae with those delivered to sediment traps as pelagic marine "snow" show the dark/light lamination couplets are indeed annual (varves). ... The presence of carbon-, sulfur-, and metal-rich sediments, as well as lack of bioturbation, all support the theory that the oxygen-minimum zone in the northeastern Pacific Ocean was more intense - in fact, anoxic - during the late Pleistocene in response to greater coastal upwelling and higher organic productivity.

On the strength of the California Current: a record from the southern Baja California margin [abstract]

EXTRACT (SEE PDF FOR FULL ABSTRACT): To characterize the strength of the flow of the California Current, we searched in the southern Baja California continental margin, the southernmost site affected by its relatively cool and less saline waters.