Contributi della Geomatica nella salvaguardia e gestione dei Beni Culturali

Il territorio italiano presenta una grandissima ricchezza nel campo dei Beni Culturali, sia mobili che immobili; si tratta di un patrimonio di grande importanza che va gestito e tutelato nel migliore dei modi e con strumenti adeguati, anche in relazione ai problemi ad esso legati in termini di manutenzione e di salvaguardia dai fattori di rischio a cui può essere esposto. Per una buona conoscenza del Patrimonio Culturale, è fondamentale un’acquisizione preliminare di informazioni condotte in modo sistematico e unitario, che siano diffuse ed organiche, ma anche utili ad una valutazione preventiva e ad una successiva programmazione degli interventi di restauro di tipo conservativo. In questo ambito, l'impiego delle tecniche e tecnologie geomatiche nel campo dei Beni Culturali, può fornire un valido contributo, che va dalla catalogazione e documentazione del bene culturale al suo controllo e monitoraggio. Oggigiorno il crescente sviluppo di nuove tecnologie digitali, accompagnato dai notevoli passi avanti compiuti dalle discipline della geomatica (in primo luogo topografiche e fotogrammetriche), rende possibile una efficace integrazione tra varie tecniche, favorita anche dalla diffusione di soluzioni per l’interscambio dati e per la comunicazione tra differenti dispositivi. Lo studio oggetto della presente tesi si propone, di approfondire gli aspetti legati all’uso delle tecniche e tecnologie della Geomatica, per mettere in risalto le condizioni di un bene ed il suo stato di degrado. Per la gestione e la salvaguardia di un bene culturale , si presenta il SIT Carta del Rischio che evidenzia le pericolosità legate al patrimonio, e come esse sommate alla vulnerabilità di un singolo bene, contribuiscano all’individuazione del grado di rischio. di approfondire gli aspetti legati all’uso delle tecniche e tecnologie delle Geomatica, per mettere in risalto le condizioni di un bene ed il suo stato di degrado.

Programmazione asincrona in JavaScript

L’obiettivo della tesi è esplorare gli aspetti fondamentali che riguardano la programmazione asincrona, in particolare in JavaScript, analizzando le librerie e i metodi piu` diffusi per risolvere problemi tipici di asincronicità. Il motivo dello studio di JavaScript è il grande utilizzo di tale linguaggio per la costruzione delle moderne web-app. Per la realizzazione di questo elaborato si è partiti dallo studio dell’evoluzione del web, dal Web 1.0 al web 2.0 e dall’evoluzione delle web app in questo contesto, successivamente si è raffinata la ricerca allo studio più specifico di JavaScript e, di conseguenza, ai suoi costrutti ed ai suoi stili di programmazione, come la programmazione asincrona e la programmazione ad eventi.

Sviluppo di tecniche per la progettazione delle reti di monitoraggio della qualita' dell'aria

L’obiettivo del lavoro consiste nell’implementare una metodologia operativa volta alla progettazione di reti di monitoraggio e di campagne di misura della qualità dell’aria con l’utilizzo del laboratorio mobile, ottimizzando le posizioni dei dispositivi di campionamento rispetto a differenti obiettivi e criteri di scelta. La revisione e l’analisi degli approcci e delle indicazioni fornite dalla normativa di riferimento e dai diversi autori di lavori scientifici ha permesso di proporre un approccio metodologico costituito da due fasi operative principali, che è stato applicato ad un caso studio rappresentato dal territorio della provincia di Ravenna. La metodologia implementata prevede l’integrazione di numerosi strumenti di supporto alla valutazione dello stato di qualità dell’aria e degli effetti che gli inquinanti atmosferici possono generare su specifici recettori sensibili (popolazione residente, vegetazione, beni materiali). In particolare, la metodologia integra approcci di disaggregazione degli inventari delle emissioni attraverso l’utilizzo di variabili proxy, strumenti modellistici per la simulazione della dispersione degli inquinanti in atmosfera ed algoritmi di allocazione degli strumenti di monitoraggio attraverso la massimizzazione (o minimizzazione) di specifiche funzioni obiettivo. La procedura di allocazione sviluppata è stata automatizzata attraverso lo sviluppo di un software che, mediante un’interfaccia grafica di interrogazione, consente di identificare delle aree ottimali per realizzare le diverse campagne di monitoraggio

Progetto e sviluppo di un network informativo per dispositivi mobili sull'alimentazione senza glutine

La tesi descrive la progettazione e lo sviluppo di un network informativo accessibile come Web App e come app sullo store Android, sviluppato con architettura Client / Server grazie ad un sistema di API sviluppato parzialmente ad-hoc.

Scene Reconstruction And Understanding By RGB-D Sensors

This thesis investigates interactive scene reconstruction and understanding using RGB-D data only. Indeed, we believe that depth cameras will still be in the near future a cheap and low-power 3D sensing alternative suitable for mobile devices too. Therefore, our contributions build on top of state-of-the-art approaches to achieve advances in three main challenging scenarios, namely mobile mapping, large scale surface reconstruction and semantic modeling. First, we will describe an effective approach dealing with Simultaneous Localization And Mapping (SLAM) on platforms with limited resources, such as a tablet device. Unlike previous methods, dense reconstruction is achieved by reprojection of RGB-D frames, while local consistency is maintained by deploying relative bundle adjustment principles. We will show quantitative results comparing our technique to the state-of-the-art as well as detailed reconstruction of various environments ranging from rooms to small apartments. Then, we will address large scale surface modeling from depth maps exploiting parallel GPU computing. We will develop a real-time camera tracking method based on the popular KinectFusion system and an online surface alignment technique capable of counteracting drift errors and closing small loops. We will show very high quality meshes outperforming existing methods on publicly available datasets as well as on data recorded with our RGB-D camera even in complete darkness. Finally, we will move to our Semantic Bundle Adjustment framework to effectively combine object detection and SLAM in a unified system. Though the mathematical framework we will describe does not restrict to a particular sensing technology, in the experimental section we will refer, again, only to RGB-D sensing. We will discuss successful implementations of our algorithm showing the benefit of a joint object detection, camera tracking and environment mapping.

Analisi, progettazione e sviluppo di un sistema per la richiesta di preventivi e consulenze

Analisi, progettazione e implementazione di un' applicazione web per il matching tra domanda e offerta.

Studio di modelli di illuminazione e texture in ambiente WebGL

Il mondo di Internet ha vissuto un radicale e inarrestabile processo di rinnovamento nel corso dell'ultimo decennio. Nel giro di pochi anni, i siti che popolano il World Wide Web si sono evoluti divenendo vere e proprie applicazioni in grado di fornire un livello di interattività e di coinvolgimento fino ad allora impensabile. Il mondo del Web è mutato, e con esso quello dei browser, i quali assumono sempre più le conformazioni di "sistemi operativi nei sistemi operativi": si sono tramutati in complesse piattaforme di sviluppo in grado di fornire a programmatori e web designer potenti librerie e API relative a qualsiasi ambito, nonché avanzati strumenti di debugging. Numerosi standard che governano l'ecosistema di Internet hanno raggiunto la maturità in questo contesto: fra tutti HTML5, il quale ha arricchito enormemente le potenzialità di un browser introducendo nuovi strumenti orientati alla multimedialità e alla classificazione semantica delle risorse. Altri standard altrettanto importanti hanno visto la luce in questi anni, affermandosi e conquistando, nel giro di pochissimi anni, l'interesse di un'ampia platea di sviluppatori. E' il caso di WebGL, una potente e flessibile libreria grafica derivata dal mondo di OpenGL che ha aperto le porte al rendering di scene tridimensionali all'interno di un qualsiasi browser moderno. WebGL ha rappresentato un punto di svolta abbattendo un'ulteriore barriera tra il mondo del web che vive all'interno di un browser e la dimensione delle applicazioni native che popolano un sistema operativo, consolidando il già affermato concetto di web app che lentamente sta seppellendo l'idea di "sito" così come era stato concepito all'inizio del nuovo millennio. Scopo di questo elaborato è quello di fornire una panoramica delle principali funzionalità offerte dalla libreria WebGL (con una particolare attenzione per il supporto cross browser) e di analizzare le possibilità che essa offre, studiando e implementando i principali modelli di illuminazione e le tecniche di applicazione texture per definire un ambiente tridimensionale esplorabile e il più possibile realistico all'interno della dimensione del web.

Immediate Search in the IDE as an Example of Socio-Technical Congruence in Search-Driven Development

Search-driven development is mainly concerned with code reuse but also with code navigation and debugging. In this essay we look at search-driven navigation in the IDE. We consider Smalltalk-80 as an example of a programming system with search-driven navigation capabilities and explore its human factors. We present how immediate search results lead to a user experience of code browsing rather than one of waiting for and clicking through search results. We explore the socio-technical congruence of immediate search, ie unification of tasks and breakpoints with method calls, which leads to simpler and more extensible development tools. Eventually we conclude with remarks on the socio-technical congruence of search-driven development.

Comparison of 2D and 3D GUI Widgets for Stereoscopic Multitouch Setups

Recent developments in the area of interactive entertainment have suggested to combine stereoscopic visualization with multi-touch displays, which has the potential to open up new vistas for natural interaction with interactive three-dimensional (3D) applications. However, the question arises how the user interfaces for system control in such 3D setups should be designed in order to provide an effective user experience. In this article we introduce 3D GUI widgets for interaction with stereoscopic touch displays. The design of the widgets was inspired to skeuomorphism and affordances in such a way that the user should be able to operate the virtual objects in the same way as their real-world equivalents. We evaluate the developed widgets and compared them with their 2D counterparts in the scope of an example application in order to analyze the usability of and user behavior with the widgets. The results reveal differences in user behavior with and without stereoscopic display during touch interaction, and show that the developed 2D as well as 3D GUI widgets can be used effectively in different applications.

Simulating Wind and Warmth in Virtual Reality: Conception, Realization and Evaluation for a CAVE Environment

Wind and warmth sensations proved to be able to enhance users' state of presence in Virtual Reality applications. Still, only few projects deal with their detailed effect on the user and general ways of implementing such stimuli. This work tries to fill this gap: After analyzing requirements for hardware and software concerning wind and warmth simulations, a hardware and also a software setup for the application in a CAVE environment is proposed. The setup is evaluated with regard to technical details and requirements, but also - in the form of a pilot study - in view of user experience and presence. Our setup proved to comply with the requirements and leads to satisfactory results. To our knowledge, the low cost simulation system (approx. 2200 Euro) presented here is one of the most extensive, most flexible and best evaluated systems for creating wind and warmth stimuli in CAVE-based VR applications.

(Lifelong) learning in your pocket?

Der Beitrag fokussiert die Entwicklung, den Einsatz und die Nutzung von innovativen Technologien zur Unterstützung von Bildungsszenarien in Schule, Hochschule und Weiterbildung. Ausgehend von den verschiedenen Phasen des Corporate Learning, Social Learning, Mobile Learning und Intelligent Learning wird in einem ersten Abschnitt das Nutzungsverhalten von Technologien durch Kinder, Jugendliche und (junge) Erwachsene in Schule, Studium und Lehre betrachtet. Es folgt die Darstellung technologischer Entwicklungen auf Basis des Technology Life Cycle und die Konsequenzen von unterschiedlichen Entwicklungszuständen und Reifegraden von Technologien wie Content Learning Management, sozialen Netzwerken, mobilen Endgeräten, multidimensionalen und -modalen Räumen bis hin zu Anwendungen augmentierter Realität und des Internets der Dinge, Dienste und Daten für den Einsatz und die Nutzung in Bildungsszenarien. Nach der Darstellung von Anforderungen an digitale Technologien hinsichtlich Inhalte, Didaktik und Methodik wie etwa hinsichtlich der Erstellung von Inhalten, deren Wiederverwendung, Digitalisierung und Auffindbarkeit sowie Standards werden methodische Hinweise zur Nutzung digitaler Technologien zur Interaktion von Lernenden, von Lehrenden, sozialer Interaktion, kollaborativem Autorieren, Kommentierung, Evaluation und Begutachtung gegeben. Abschließend werden - differenziert für Schule und Hochschule - Erkenntnisse zu Rahmenbedingungen, Einflussgrößen, hemmenden und fördernden Faktoren sowie Herausförderungen bei der Einführung und nachhaltigen Implementation digitaler Technologien im schulischen Unterricht, in Lehre, Studium und Weiterbildung im Überblick zusammengefasst.

Real-Time Passive Capturing of the GSM Radio

This paper addresses the problem of service development based on GSM handset signaling. The aim is to achieve this goal without the participation of the users, which requires the use of a passive GSM receiver on the uplink. Since no tool for GSM uplink capturing was available, we developed a new method that can synchronize to multiple mobile devices by simply overhearing traffic between them and the network. Our work includes the implementation of modules for signal recovery, message reconstruction and parsing. The method has been validated against a benchmark solution on GSM downlink and independently evaluated on uplink channels. Initial evaluations show up to 99% success rate in message decoding, which is a very promising result. Moreover, we conducted measurements that reveal insights on the impact of signal power on the capturing performance and investigate possible reactive measures.

Enhancing IEEE 802.11 Energy Efficiency for Continuous Media Applications

This paper proposes the Optimized Power save Algorithm for continuous Media Applications (OPAMA) to improve end-user device energy efficiency. OPAMA enhances the standard legacy Power Save Mode (PSM) of IEEE 802.11 by taking into consideration application specific requirements combined with data aggregation techniques. By establishing a balanced cost/benefit tradeoff between performance and energy consumption, OPAMA is able to improve energy efficiency, while keeping the end-user experience at a desired level. OPAMA was assessed in the OMNeT++ simulator using real traces of variable bitrate video streaming applications. The results showed the capability to enhance energy efficiency, achieving savings up to 44% when compared with the IEEE 802.11 legacy PSM.

Distinct coping strategies differentially predict urge levels and lapses in a smoking cessation attempt

This study analysed mechanisms through which stress-coping and temptation-coping strategies were associated with lapses. Furthermore, we explored whether distinct coping strategies differentially predicted reduced lapse risk, lower urge levels, or a weaker association between urge levels and lapses during the first week of an unassisted smoking cessation attempt. Participants were recruited via the internet and mass media in Switzerland. Ecological momentary assessment (EMA) with mobile devices was used to assess urge levels and lapses. Online questionnaires were used to measure smoking behaviours and coping variables at baseline, as well as smoking behaviour at the three-month follow-up. The sample consisted of 243 individuals, aged 20 to 40, who reported 4199 observations. Findings of multilevel regression analyses show that coping was mainly associated with a reduced lapse risk and not with lower urge levels or a weaker association between urge levels and lapses. 'Calming down' and 'commitment to change' predicted a lower lapse risk and also a weaker relation between urge levels and lapses. 'Stimulus control' predicted a lower lapse risk and lower urge levels. Conversely, 'task-orientation' and 'risk assessment' were related to higher lapse risk and 'risk assessment' also to higher urge levels. Disengagement coping i.e. 'eating or shopping', 'distraction', and 'mobilising social support' did not affect lapse risk. Promising coping strategies during the initial stage of smoking cessation attempt are targeted directly at reducing the lapse risk and are characterised by engagement with the stressor or one's reactions towards the stressor and a focus on positive consequences instead of health risks.

Effects of depressive symptoms on antecedents of lapses during a smoking cessation attempt: an ecological momentary assessment study

AIMS: To investigate pathways through which momentary negative affect and depressive symptoms affect risk of lapse during smoking cessation attempts. DESIGN: Ecological momentary assessment was carried out during 2 weeks after an unassisted smoking cessation attempt. A 3-month follow-up measured smoking frequency. SETTING: Data were collected via mobile devices in German-speaking Switzerland. PARTICIPANTS: A total of 242 individuals (age 20-40, 67% men) reported 7112 observations. MEASUREMENTS: Online surveys assessed baseline depressive symptoms and nicotine dependence. Real-time data on negative affect, physical withdrawal symptoms, urge to smoke, abstinence-related self-efficacy and lapses. FINDINGS: A two-level structural equation model suggested that on the situational level, negative affect increased the urge to smoke and decreased self-efficacy (β = 0.20; β = -0.12, respectively), but had no direct effect on lapse risk. A higher urge to smoke (β = 0.09) and lower self-efficacy (β = -0.11) were confirmed as situational antecedents of lapses. Depressive symptoms at baseline were a strong predictor of a person's average negative affect (β = 0.35, all P < 0.001). However, the baseline characteristics influenced smoking frequency 3 months later only indirectly, through influences of average states on the number of lapses during the quit attempt. CONCLUSIONS: Controlling for nicotine dependence, higher depressive symptoms at baseline were associated strongly with a worse longer-term outcome. Negative affect experienced during the quit attempt was the only pathway through which the baseline depressive symptoms were associated with a reduced self-efficacy and increased urges to smoke, all leading to the increased probability of lapses.