Análise de alterações de uso do solo no Parque Nacional da Peneda-Gerês

Dissertação de mestrado integrado em Engenharia Civil

Development of an intelligent earthwork optimization system

Tese de Doutoramento em Engenharia Civil.

DESARROLLO DE APLICACIONES ESTADÍSTICAS PARA LA AGRICULTURA DE PRECISIÓN. STATISTICAL APPLICATIONS FOR PRECISION AGRICULTURE

A partir de las últimas décadas se ha impulsado el desarrollo y la utilización de los Sistemas de Información Geográficos (SIG) y los Sistemas de Posicionamiento Satelital (GPS) orientados a mejorar la eficiencia productiva de distintos sistemas de cultivos extensivos en términos agronómicos, económicos y ambientales. Estas nuevas tecnologías permiten medir variabilidad espacial de propiedades del sitio como conductividad eléctrica aparente y otros atributos del terreno así como el efecto de las mismas sobre la distribución espacial de los rendimientos. Luego, es posible aplicar el manejo sitio-específico en los lotes para mejorar la eficiencia en el uso de los insumos agroquímicos, la protección del medio ambiente y la sustentabilidad de la vida rural. En la actualidad, existe una oferta amplia de recursos tecnológicos propios de la agricultura de precisión para capturar variación espacial a través de los sitios dentro del terreno. El óptimo uso del gran volumen de datos derivado de maquinarias de agricultura de precisión depende fuertemente de las capacidades para explorar la información relativa a las complejas interacciones que subyacen los resultados productivos. La covariación espacial de las propiedades del sitio y el rendimiento de los cultivos ha sido estudiada a través de modelos geoestadísticos clásicos que se basan en la teoría de variables regionalizadas. Nuevos desarrollos de modelos estadísticos contemporáneos, entre los que se destacan los modelos lineales mixtos, constituyen herramientas prometedoras para el tratamiento de datos correlacionados espacialmente. Más aún, debido a la naturaleza multivariada de las múltiples variables registradas en cada sitio, las técnicas de análisis multivariado podrían aportar valiosa información para la visualización y explotación de datos georreferenciados. La comprensión de las bases agronómicas de las complejas interacciones que se producen a la escala de lotes en producción, es hoy posible con el uso de éstas nuevas tecnologías. Los objetivos del presente proyecto son: (l) desarrollar estrategias metodológicas basadas en la complementación de técnicas de análisis multivariados y geoestadísticas, para la clasificación de sitios intralotes y el estudio de interdependencias entre variables de sitio y rendimiento; (ll) proponer modelos mixtos alternativos, basados en funciones de correlación espacial de los términos de error que permitan explorar patrones de correlación espacial de los rendimientos intralotes y las propiedades del suelo en los sitios delimitados. From the last decades the use and development of Geographical Information Systems (GIS) and Satellite Positioning Systems (GPS) is highly promoted in cropping systems. Such technologies allow measuring spatial variability of site properties including electrical conductivity and others soil features as well as their impact on the spatial variability of yields. Therefore, site-specific management could be applied to improve the efficiency in the use of agrochemicals, the environmental protection, and the sustainability of the rural life. Currently, there is a wide offer of technological resources to capture spatial variation across sites within field. However, the optimum use of data coming from the precision agriculture machineries strongly depends on the capabilities to explore the information about the complex interactions underlying the productive outputs. The covariation between spatial soil properties and yields from georeferenced data has been treated in a graphical manner or with standard geostatistical approaches. New statistical modeling capabilities from the Mixed Linear Model framework are promising to deal with correlated data such those produced by the precision agriculture. Moreover, rescuing the multivariate nature of the multiple data collected at each site, several multivariate statistical approaches could be crucial tools for data analysis with georeferenced data. Understanding the basis of complex interactions at the scale of production field is now within reach the use of these new techniques. Our main objectives are: (1) to develop new statistical strategies, based on the complementarities of geostatistics and multivariate methods, useful to classify sites within field grown with grain crops and analyze the interrelationships of several soil and yield variables, (2) to propose mixed linear models to predict yield according spatial soil variability and to build contour maps to promote a more sustainable agriculture.

Estudi sobre el ritme de restauració de les activitats extractives de Catalunya

L’objecte d’aquest projecte és determinar si el ritme restaurador de les activitats extractives és el mateix que el de l’extracció del mineral. Per avaluar-ho s’ha analitzat la dinàmica de les explotacions mineres que exploten els quatre tipus principals de recursos a Catalunya, en el període de 10 anys (1993-2003), amb l’ajuda de Sistemes d’Informació Geogràfica (SIG). Per dur a terme aquest estudi s’ha emprat bases cartogràfiques diferents: els Mapes de cobertes del Sòl de Catalunya (MCSC) i el de les activitats extractives (EXTCATA). A partir de l’anàlisi dels resultats, es determina que si bé, en general, el procés de restauració dels espais afectats per les activitats extractives està sent molt important des de l’entrada en vigor de la Llei 12/1981, no es pot afirmar que aquests treballs es realitzin de forma compaginada amb els d’explotació.

Iniciativas para el desarrollo sostenible del Área de Conservación Arenal- Huetar Norte, Costa Rica

El presente proyecto tiene como zona de estudio el Área de Conservación Arenal- Huetar Norte (ACA-HN), concretamente los cantones de Upala, Los Chiles y Guatuso. El propósito del proyecto es promover el desarrollo sostenible de la zona mediante los pilares de la educación y la economía. Para ello se elabora un manual de educación ambiental de la cuenca de río Frío y así poder solventar algunas de las carencias en educación que tienen los docentes de las escuelas de la cuenca hidrográfica. Por otro lado, se diagnostica la cadena de valor sobre usos alternativos de la biodiversidad, específicamente zoocriaderos de mariposas diurnas, en los cantones de Upala y Los Chiles. Por último, se trata la información de la zona de estudio con Sistemas de Información Geográfica (SIG) para elaborar mapas que ilustren los proyectos anteriores y el proyecto sobre el diagnóstico de la industria de turismo local.

Wireless GPS-based phase-locked synchronization system for outdoor environment.

Synchronization of data coming from different sources is of high importance in biomechanics to ensure reliable analyses. This synchronization can either be performed through hardware to obtain perfect matching of data, or post-processed digitally. Hardware synchronization can be achieved using trigger cables connecting different devices in many situations; however, this is often impractical, and sometimes impossible in outdoors situations. The aim of this paper is to describe a wireless system for outdoor use, allowing synchronization of different types of - potentially embedded and moving - devices. In this system, each synchronization device is composed of: (i) a GPS receiver (used as time reference), (ii) a radio transmitter, and (iii) a microcontroller. These components are used to provide synchronized trigger signals at the desired frequency to the measurement device connected. The synchronization devices communicate wirelessly, are very lightweight, battery-operated and thus very easy to set up. They are adaptable to every measurement device equipped with either trigger input or recording channel. The accuracy of the system was validated using an oscilloscope. The mean synchronization error was found to be 0.39 μs and pulses are generated with an accuracy of <2 μs. The system provides synchronization accuracy about two orders of magnitude better than commonly used post-processing methods, and does not suffer from any drift in trigger generation.

Multilayer perceptron with local constraint as an emerging method in spatial data analysis

The use of Geographic Information Systems has revolutionalized the handling and the visualization of geo-referenced data and has underlined the critic role of spatial analysis. The usual tools for such a purpose are geostatistics which are widely used in Earth science. Geostatistics are based upon several hypothesis which are not always verified in practice. On the other hand, Artificial Neural Network (ANN) a priori can be used without special assumptions and are known to be flexible. This paper proposes to discuss the application of ANN in the case of the interpolation of a geo-referenced variable.

Anàlisi dels fluxos d'aigua, energia i mobilitat a cinc nuclis turístics de Menorca

Menorca és una illa del Mediterrani occidental i una important destinació turística. El turisme estival és un pilar de l’economia de l’illa i té implicacions en tots els aspectes d’aquesta. Una bona part dels turistes es concentren en nuclis turístics costaners dedicats a una única activitat (l’allotjament de turistes). En aquest projecte s’estudien els consums i els potencials de captació d’aigua i energia de cinc nuclis turístics menorquins i alguns dels seus establiments turístics i se n’avalua el potencial d’autosuficiència. També es fa un estudi de mobilitat dels turistes, a partir del qual es quantifica el cost energètic de la mobilitat i les emissions de CO2 que se’n deriven. Les eines utilitzades han estat enquestes i Sistemes d’Informació Geogràfica. Els resultats mostren que el consum hídric per persona és molt variable (de 98 a 466 litres diaris). El consum elèctric per persona és més homogeni que el d’aigua (entre 5 i 10 kWh·persona-1·dia-1 a nivell de nucli turístic) i presenta valors superiors en allotjaments del tipus hotel que del tipus apartaments. Els trajectes d’anada i tornada a l’illa amb avió o vaixell representen més del 80% del cost energètic total de les vacances a Menorca (aprox. 1 MWh per estada) i de les emissions de CO2 associades. Els turistes espanyols recorren un 180% més de distància en desplaçaments a l’interior de l’illa que els d’altres nacionalitats. L’aprofitament d’aigües pluvials podria cobrir menys del 25% de les necessitats hídriques de la majoria d’allotjaments turístics i entre el 28 i el 36% de les necessitats hídriques totals dels nuclis turístics, mantenint-se els nivells actuals de consum. La captació d’energia solar fotovoltaica in situ podria arribar a suplir entre el 50 i el 90% del consum d’energia elèctrica en els nuclis turístics i fins al 100% del mateix en alguns allotjaments turístics.

Analisi espacial del canvi climàtic al continent europeu. Incerteses i exposicions principals

El canvi climàtic del segle XXI és una realitat, hi ha moltes evidències científiques que indiquen que l’escalfament del sistema climàtic és inequívoc. Malgrat això, també hi ha moltes incerteses respecte els impactes que pot comportar aquest canvi climàtic global. L’objectiu d’aquest projecte és estudiar la possible evolució futura de tres variables climàtiques, que són el rang de la temperatura diürna a prop de la superfície (DTR), la temperatura mitjana a prop de la superfície (MT) i la precipitació mensual (PL_mes) i valorar l’exposició que poden experimentar diferents cobertes del sòl i diferents regions biogeogràfiques del continent europeu davant d’aquests possibles patrons de canvi. Per això s’han utilitzat Models Climàtics Globals que fan projeccions de variables climàtiques que permeten preveure el possible clima futur. Mitjançant l’aplicatiu informàtic Tetyn s’han extret els paràmetres climàtics dels conjunts de dades del Tyndall Centre for Climate Change Research, del futur (TYN SC) i del passat (CRU TS). Les variables obtingudes s’han processat amb eines de sistemes d’informació geogràfica (SIG) per obtenir els patrons de canvi de les variables a cada coberta del sòl. Els resultats obtinguts mostren que hi ha una gran variabilitat, que augmenta amb el temps, entre els diferents models climàtics i escenaris considerats, que posa de manifest la incertesa associada a la modelització climàtica, a la generació d’escenaris d’emissions i a la naturalesa dinàmica i no determinista del sistema climàtic. Però en general, mostren que les glaceres seran una de les cobertes més exposades al canvi climàtic, i la mediterrània, una de les regions més vulnerables

Análisis de la dimensión ambiental de la tenencia de la tierra. El caso de la Zona Protectora y Parque Nacional Volcán Tenorio de Costa Rica

El presente estudio consiste en la elaboración de un mapa del estado de tenencia de la tierra actual de la Zona Protectora y Parque Nacional Volcán Tenorio situado al norte de Costa Rica. A partir de este resultado cartográfico se efectuarán estudios referentes al estado legal de las propiedades, al tipo de propiedad, a la ubicación de las propiedades dentro del Área Silvestre Protegida y al evalúo de los conflictos legales dentro de ésta. Por otro lado, se analiza la cobertura de la tierra y el estado de conservación. La metodología utilizada se basa en el uso de Sistemas de Información Geográfica y en la verificación de la información mediante puntos GPS tomados al campo y su análisis en la oficina. Los resultados muestran una reubicación de los planos más precisa y real que la indicada por el Catastro Nacional. Aunque las propiedades privadas son mayoritarias, el área de estudio presenta en general un porcentaje alto de masa boscosa, mientras que en las zonas limítrofes se encuentra una fragmentación del hábitat determinada por herbazales. Este estudio contribuye a una mejor gestión y conservación del Área Protegida y es un avance en el ordenamiento territorial del país.

The London School of Hygiene and Tropical Medicine: a new century of malaria research

The global malaria situation has scarcely improved in the last 100 years, despite major advances in our knowledge of the basic biology, epidemiology and clinical basis of the disease. Effective malaria control, leading to a significant decrease in the morbidity and mortality attributable to malaria, will require a multidisciplinary approach. New tools - drugs, vaccine and insecticides - are needed but there is also much to be gained by better use of existing tools: using drugs in combination in order to slow the development of drug resistance; targeting resources to areas of greatest need; using geographic information systems to map the populations at risk and more sophisticated marketing techniques to distribute bed nets and insecticides. Sustainable malaria control may require the deployment of a highly effective vaccine, but there is much that can be done in the meantime to reduce the burden of disease.

Driving competition in local gasoline markets

Relevant market definition is still a key element of economic analysis of competition in the gasoline market. It is particularly difficult to handle when competition is local and market power is geographically constrained like is the case in the gasoline market. We analyse how the application of the hypothetical monopolist or Small but Significant Non-Transitory Increase in Prices (SSNIP) test performs for defining isochrones using only information on prices and distance among competitors. We conclude that geographic information systems can be very successfully used to define more precisely relevant geographic market in the gasoline retailing. The application to the Spanish gasoline market concludes that geographic relevant market is composed by 5-6 minutes of travel time. Localised market power should be taken into account when analysing the adverse effects of mergers and entry regulations in gasoline retailing. Only drawing small enough isochrones will drive competition in local markets because it is just close rivals that compete effectively with each other.

SIG i Arqueologia : el riu Llobregat i la seva relació amb el territori en l'època romana

Aquest treball se centra en la utilització i aplicació de les tecnologies dels Sistemes d'Informació Geogràfica; en concret es realitza una pràctica sobre el traçat del riu Llobregat a l'època romana.

Guía de puntos de interés de la ciudad de Madrid

Proyecto de guía turística que, como valor añadido, implementa capacidades de SIG.

Aplicació de representació de dades: Mapes temàtics amb GeoMedia Pro. 6.1

El projecte consisteix en el desenvolupament d'una comanda amb GeoMedia Professional 6.1 que permeti la representació temàtica de dades i ubicar-les sobre el mapa.