Applications of hydrodynamic and water quality models to the Sau and Boadella Reservoirs

Applicaciò d'un model de hydrodinàmica i de qualitat de l'aigua als embassaments de Sau i Boadella

Basin-scale hydrodynamics in a Mediterranean reservoir. Implications for the phytoplankton dynamics

Procesos hidrodinámicos determinan, en un alto grado la calidad del agua en embalse, sin embargo dichos procesos han sido tradicionalmente olvidados en la gestión de embalse. En esta tesis se presentan evidencias de los principales procesos hidrodinámicos que ocurren en un embalse Mediterráneo a escala de cuenca a través de campañas experimentales y modelización numérica; y su influencia en la dinámica de poblaciones de fitoplancton. Dichos procesos son principalmente la generación de ondas internas o secas y la intrusión del río. La presencia de viento periódico genera secas forzadas, amplificando los modos cercanos al periodo del viento, de manera que modos verticales altos, considerados como raros en la naturaleza, tienden a dominar en el sistema.

Ecology of an invasive fish (Silurus glanis) in Catalan reservoirs

L'objectiu d'aquesta tesi és aportar les primeres dades sobre l'ecologia del silur (Silurus glanis) introduït a la Península Ibèrica i estimar els seu impacte ecològic sobre la biota nativa. Es van mostrejar les comunitats de peixos de 14 embassaments catalans. El silur es troba actualment introduït a quatre conques Ibèriques: a la de l'Ebre fa uns 30 anys, a les del Ter i Tajo fa uns pocs anys i recentment al Llobregat. Hem demostrat la utilitat de comparar estadis d'invasió recents i avançats per mirar d'entendre els canvis ecològics causats per espècies invasores: les introduccions recents presenten silurs més joves, de menor mida i amb taxes de creixement superiors a les de les poblacions introduïdes anteriorment i també respecte les poblacions natives; a més, depreden majoritàriament sobre peixos, en contra de les poblacions més antigues que s'alimenten sobretot de cranc. Finalment, aportem les primeres dades publicades de telemetria del silur.

Image classification for a large number of object categories

L'increment de bases de dades que cada vegada contenen imatges més difícils i amb un nombre més elevat de categories, està forçant el desenvolupament de tècniques de representació d'imatges que siguin discriminatives quan es vol treballar amb múltiples classes i d'algorismes que siguin eficients en l'aprenentatge i classificació. Aquesta tesi explora el problema de classificar les imatges segons l'objecte que contenen quan es disposa d'un gran nombre de categories. Primerament s'investiga com un sistema híbrid format per un model generatiu i un model discriminatiu pot beneficiar la tasca de classificació d'imatges on el nivell d'anotació humà sigui mínim. Per aquesta tasca introduïm un nou vocabulari utilitzant una representació densa de descriptors color-SIFT, i desprès s'investiga com els diferents paràmetres afecten la classificació final. Tot seguit es proposa un mètode par tal d'incorporar informació espacial amb el sistema híbrid, mostrant que la informació de context es de gran ajuda per la classificació d'imatges. Desprès introduïm un nou descriptor de forma que representa la imatge segons la seva forma local i la seva forma espacial, tot junt amb un kernel que incorpora aquesta informació espacial en forma piramidal. La forma es representada per un vector compacte obtenint un descriptor molt adequat per ésser utilitzat amb algorismes d'aprenentatge amb kernels. Els experiments realitzats postren que aquesta informació de forma te uns resultats semblants (i a vegades millors) als descriptors basats en aparença. També s'investiga com diferents característiques es poden combinar per ésser utilitzades en la classificació d'imatges i es mostra com el descriptor de forma proposat juntament amb un descriptor d'aparença millora substancialment la classificació. Finalment es descriu un algoritme que detecta les regions d'interès automàticament durant l'entrenament i la classificació. Això proporciona un mètode per inhibir el fons de la imatge i afegeix invariança a la posició dels objectes dins les imatges. S'ensenya que la forma i l'aparença sobre aquesta regió d'interès i utilitzant els classificadors random forests millora la classificació i el temps computacional. Es comparen els postres resultats amb resultats de la literatura utilitzant les mateixes bases de dades que els autors Aixa com els mateixos protocols d'aprenentatge i classificació. Es veu com totes les innovacions introduïdes incrementen la classificació final de les imatges.

Hand-held 3D-scanner for large surface registration

L'objectiu d'aquesta tesi és l'estudi de les diferents tècniques per alinear vistes tridimensionals. Aquest estudi ens ha permès detectar els principals problemes de les tècniques existents, aprotant una solució novedosa i contribuint resolent algunes de les mancances detectades especialment en l'alineament de vistes a temps real. Per tal d'adquirir les esmentades vistes, s'ha dissenyat un sensor 3D manual que ens permet fer adquisicions tridimensionals amb total llibertat de moviments. Així mateix, s'han estudiat les tècniques de minimització global per tal de reduir els efectes de la propagació de l'error.

William Beaumont Large

http://digitalcommons.wustl.edu/becker_graphics/1001/thumbnail.jpg

Evaluating the Small Population Paradigm for Rare Large-Bodied Woodpeckers, with Implications for the Ivory-billed Woodpecker

Six large-bodied, ≥ 120 g, woodpecker species are listed as near-threatened to critically endangered by the International Union for Conservation of Nature (IUCN). The small population paradigm assumes that these populations are likely to become extinct without an increase in numbers, but the combined influences of initial population size and demographic rates, i.e., annual adult survival and fecundity, may drive population persistence for these species. We applied a stochastic, stage-based single-population model to available demographic rates for Dryocopus and Campephilus woodpeckers. In particular, we determined the change in predicted extinction rate, i.e., proportion of simulated populations that went extinct within 100 yr, to concomitant changes in six input parameters. To our knowledge, this is the first study to evaluate the combined importance of initial population size and demographic rates for the persistence of large-bodied woodpeckers. Under a worse-case scenario, the median time to extinction was 7 yr (range: 1–32). Across the combinations of other input values, increasing initial population size by one female induced, on average, 0.4%–3.2% (range: 0%–28%) reduction in extinction rate. Increasing initial population size from 5–30 resulted in extinction rates < 0.05 under limited conditions: (1) all input values were intermediate, or (2) Allee effect present and annual adult survival ≥ 0.8. Based on our model, these species can persist as rare, as few as five females, and thus difficult-to-detect, populations provided they maintain ≥ 1.1 recruited females annually per adult female and an annual adult survival rate ≥ 0.8. Athough a demographic-based population viability analysis (PVA) is useful to predict how extinction rate changes across scenarios for life-history attributes, the next step for modeling these populations should incorporate more easily acquired data on changes in patch occupancy to make predictions about patch colonization and extinction rates.

Origin and Availability of Large Cavities for Barrow’s Goldeneye (Bucephala islandica), a Species at Risk Inhabiting the Eastern Canadian Boreal Forest

Large secondary-nesting birds such as ducks rely on appropriate cavities for breeding. The main objective of this study was to assess the availability of large cavities and the potential of a managed boreal coniferous landscape to provide nesting trees within the breeding area of the eastern population of Barrow’s Goldeneye (Bucephala islandica), a cavity-nesting species at risk in Canada. Woodpecker surveys were conducted in both conifer and mixed-wood landscapes, and cavities were sought in line transects distributed in unharvested and linear remnant stands of balsam fir (Abies balsamea) and black spruce (Picea mariana) as well as in cutblocks. No Pileated Woodpeckers (Dryocopus pileatus) were detected in the breeding area of Barrow’s Goldeneye, but the species was present in the nearby lowland area in which trembling aspen (Populus tremuloides) is abundant. Only 10 trees (0.2% of those sampled) supported cavities considered suitable for Barrow’s Goldeneye in terms of dimensions and canopy openness. Most of the suitable cavities found during this study were nonexcavated apical (chimney) cavities in relatively short snags that showed advanced states of decay. A diameter-at-breast-height threshold was determined for each tree species, after which the probability of cavity occurrence was enhanced in terms of potential cavity trees for Barrow’s Goldeneye. Remnant linear forest sites had lower potential tree densities than did their unharvested equivalents. Large cavities were thus a rare component in this boreal landscape, suggesting that they may be a limiting factor for this population at risk. Current even-aged forest management that mainly relies on clear-cut practices is likely to further reduce the potential of this landscape to provide trees with suitable cavities.