Towards Application of One-Class Classification Methods to Medical Data

In the problem of one-class classification (OCC) one of the classes, the target class, has to be distinguished from all other possible objects, considered as nontargets. In many biomedical problems this situation arises, for example, in diagnosis, image based tumor recognition or analysis of electrocardiogram data. In this paper an approach to OCC based on a typicality test is experimentally compared with reference state-of-the-art OCC techniques-Gaussian, mixture of Gaussians, naive Parzen, Parzen, and support vector data description-using biomedical data sets. We evaluate the ability of the procedures using twelve experimental data sets with not necessarily continuous data. As there are few benchmark data sets for one-class classification, all data sets considered in the evaluation have multiple classes. Each class in turn is considered as the target class and the units in the other classes are considered as new units to be classified. The results of the comparison show the good performance of the typicality approach, which is available for high dimensional data; it is worth mentioning that it can be used for any kind of data (continuous, discrete, or nominal), whereas state-of-the-art approaches application is not straightforward when nominal variables are present.

Uma dedução dos critérios de multicriticalidade e o cálculo de pontos tricríticos via otimização global

Uma dedução dos critérios de multicriticalidade para o cálculo de pontos críticos de qualquer ordem representa a formalização de ideias utilizadas para calcular pontos críticos e tricríticos e ainda amplia tais ideias. De posse desta dedução pode-se compreender os critérios de tricriticalidade e, com isso, através de uma abordagem via problema de otimização global pode-se fazer o cálculo de pontos tricríticos utilizando um método numérico adequado de otimização global. Para evitar um excesso de custo computacional com rotinas numéricas utilizou-se aproximações na forma de diferenças finitas dos termos que compõem a função objetivo. Para simular a relação P v - T optou-se pela equação de estado cúbica de Peng-Robinson e pela regra clássica de fluidos de van der Vaals, para modelagem do problema também se calculou os tensores de ordem 2, 3, 4 e 5 da função do teste de estabilidade. Os resultados obtidos foram comparados com dados experimentais e por resultados obtidos com outros autores que utilizaram métodos numéricos, equação de estado ou abordagem diferente das utilizadas neste trabalho.

Quahogs in Eastern North America: Part II, History by Province and State

The northern quahog, Mercenaria mercenaria, ranges along the Atlantic Coast of North America from the Canadian Maritimes to Florida, while the southern quahog, M. campechiensis, ranges mostly from Florida to southern Mexico. The northern quahog was fished by native North Americans during prehistoric periods. They used the meats as food and the shells as scrapers and as utensils. The European colonists copied the Indians treading method, and they also used short rakes for harvesting quahogs. The Indians of southern New England and Long Island, N.Y., made wampum from quahog shells, used it for ornaments and sold it to the colonists, who, in turn, traded it to other Indians for furs. During the late 1600’s, 1700’s, and 1800’s, wampum was made in small factories for eventual trading with Indians farther west for furs. The quahoging industry has provided people in many coastal communities with a means of earning a livelihood and has given consumers a tasty, wholesome food whether eaten raw, steamed, cooked in chowders, or as stuffed quahogs. More than a dozen methods and types of gear have been used in the last two centuries for harvesting quahogs. They include treading and using various types of rakes and dredges, both of which have undergone continuous improvements in design. Modern dredges are equipped with hydraulic jets and one type has an escalator to bring the quahogs continuously to the boats. In the early 1900’s, most provinces and states established regulations to conserve and maximize yields of their quahog stocks. They include a minimum size, now almost universally a 38-mm shell width, and can include gear limitations and daily quotas. The United States produces far more quahogs than either Canada or Mexico. The leading producer in Canada is Prince Edward Island. In the United States, New York, New Jersey, and Rhode Island lead in quahog production in the north, while Virginia and North Carolina lead in the south. Connecticut and Florida were large producers in the 1990’s. The State of Tabasco leads in Mexican production. In the northeastern United States, the bays with large openings, and thus large exchanges of bay waters with ocean waters, have much larger stocks of quahogs and fisheries than bays with small openings and water exchanges. Quahog stocks in certified beds have been enhanced by transplanting stocks to them from stocks in uncertified waters and by planting seed grown in hatcheries, which grew in number from Massachusetts to Florida in the 1980’s and 1990’s.

Simulação do processo de transferência de calor não linear condução-radiação por meio de um esquema linear em diferenças finitas.

Neste trabalho o processo não linear de transmissão de calor condução-radiação é abordado num contexto bidimensional plano e simulado com o uso de um esquema linear em diferenças finitas. O problema original é tratado como o limite de uma sequencia de problemas lineares, do tipo condução-convecção. Este limite, cuja existência é comprovada, é facilmente obtido a partir de procedimentos básicos, accessíveis a qualquer estudante de engenharia, permitindo assim o emprego de hipóteses mais realistas, já que não se tem o limitante matemático para a abordagem numérica de uma equação diferencial parcial elíptica. Neste trabalho foi resolvido o problema de condução de calor em regime permanente em uma placa com condições de contorno convectivas e radioativas utilizando-se o software MatLab, vale ressaltar, que a mesma metodologia é aplicável para geometrias mais complexas.

Implementação paralelizada de métodos de resolução de sistemas algébricos na simulação de reservatórios de gás

Desde a década de 1960, devido à pertinência para a indústria petrolífera, a simulação numérica de reservatórios de petróleo tornou-se uma ferramenta usual e uma intensa área de pesquisa. O principal objetivo da modelagem computacional e do uso de métodos numéricos, para a simulação de reservatórios de petróleo, é o de possibilitar um melhor gerenciamento do campo produtor, de maneira que haja uma maximização na recuperação de hidrocarbonetos. Este trabalho tem como objetivo principal paralelizar, empregando a interface de programação de aplicativo OpenMP (Open Multi-Processing), o método numérico utilizado na resolução do sistema algébrico resultante da discretização da equação que descreve o escoamento monofásico em um reservatório de gás, em termos da variável pressão. O conjunto de equações governantes é formado pela equação da continuidade, por uma expressão para o balanço da quantidade de movimento e por uma equação de estado. A Equação da Difusividade Hidráulica (EDH), para a variável pressão, é obtida a partir deste conjunto de equações fundamentais, sendo então discretizada pela utilização do Método de Diferenças Finitas, com a escolha por uma formulação implícita. Diferentes testes numéricos são realizados a fim de estudar a eficiência computacional das versões paralelizadas dos métodos iterativos de Jacobi, Gauss-Seidel, Sobre-relaxação Sucessiva, Gradientes Conjugados (CG), Gradiente Biconjugado (BiCG) e Gradiente Biconjugado Estabilizado (BiCGStab), visando a uma futura aplicação dos mesmos na simulação de reservatórios de gás. Ressalta-se que a presença de heterogeneidades na rocha reservatório e/ou às não-linearidades presentes na EDH para o escoamento de gás aumentam a necessidade de métodos eficientes do ponto de vista de custo computacional, como é o caso de estratégias usando OpenMP.

National Centers for Coastal Ocean Science Coastal Ecosystem Assessment Program: a manual of methods

Environmental managers strive to preserve natural resources for future generations but have limited decision-making tools to define ecosystem health. Many programs offer relevant broad-scale, environmental policy information on regional ecosystem health. These programs provide evidence of environmental condition and change, but lack connections between local impacts and direct effects on living resources. To address this need, the National Oceanic and Atmospheric Administration/National Ocean Service (NOAA/NOS) Cooperative Oxford Laboratory (COL), in cooperation with federal, state, and academic partners, implemented an integrated biotic ecosystem assessment on a sub-watershed 14-digit Hydrologic Unit Code (HUD) scale in Chesapeake Bay. The goals of this effort were to 1) establish a suite of bioindicators that are sensitive to ecosystem change, 2) establish the effects of varying land-use patterns on water quality and the subsequent health of living resources, 3) communicate these findings to local decision-makers, and 4) evaluate the success of management decisions in these systems. To establish indicators, three sub-watersheds were chosen based on statistical analysis of land-use patterns to represent a gradient from developed to agricultural. The Magothy (developed), Corsica (agricultural), and Rhode (reference) Rivers were identified. A random stratified design was developed based on depth (2m contour) and river mile. Sampling approaches were coordinated within this structure to allow for robust system comparisons. The sampling approach was hierarchal, with metrics chosen to represent a range from community to cellular level responses across multiple organisms. This approach allowed for the identification of sub-lethal stressors, and assessment of their impact on the organism and subsequently the population. Fish, crabs, clams, oysters, benthic organisms, and bacteria were targeted, as each occupies a separate ecological niche and may respond dissimilarly to environmental stressors. Particular attention was focused on the use of pathobiology as a tool for assessing environmental condition. By integrating the biotic component with water quality, sediment indices, and land- use information, this holistic evaluation of ecosystem health will provide management entities with information needed to inform local decision-making processes and establish benchmarks for future restoration efforts.