Glob3 Mobile: hacia un SIG 3D para entornos Apple-iOS, Android y WebGL

El trabajo describe el proyecto de desarrollo de un SIG 3D de código abierto para dispositivos móviles (Apple-iOS y Android) y para navegadores web con tecnología WebGL. En la fase actual, nos centraremos en el diseño e implementación del globo virtual, como elemento esencial que da soporte al SIG 3D y de una IDE que permite la programación de nuevas funcionalidades al globo. Dentro de los objetivos de diseño del globo virtual tenemos (i) simplicidad, con código estructurado que facilita la portabilidad y con una API de código abierto sencilla, (ii) eficiencia, tomando en cuenta los recursos hardware de los dispositivos móviles más extendidos en el mercado, (ii) usabilidad, implementando una navegación intuitiva mediante gestos para la interacción en pantalla y (iv) escalabilidad, gracias a una API desarrollada, se permite aumentar de las prestaciones mediante el desarrollo de scripts y podrán ser ejecutados tanto dentro del navegador web como de forma nativa en las plataformas móviles. Ante un panorama de clara proliferación de aplicaciones para móviles, Glob3 Mobile pretende ser una apuesta fuerte que llegue a convertirse en un SIG 3D de código abierto que abarque variadas aplicaciones sectoriales, algunas ya en marcha

Sistema web per al préstec de DVD en col·lectius tancats

Aquest projecte de final de carrera sorgeix com a resposta a una necessitat existent dins de col•lectius laborals i docents de compartir documents i recursos. Per tal d’estabilitzar un sistema d’intercanvi que funcioni, és important que els préstecs siguin àgils i estiguin gestionats per un bon sistema. El projecte “Sistema web per al préstec de DVD en col•lectius tancats” té la finalitat de permetre als membres d’un col•lectiu tancat d’utilitzar un servei de préstecs de DVD via web. Aquest sistema facilita i gestiona l’intercanvi de DVD entre els usuaris del col•lectiu que estiguin registrats. La base de dades del conjunt dels DVD la formen els DVD que els mateixos usuaris registrats posen a disposició dels altres membres. Pel que fa a la gestió, el sistema incorpora un sistema automàtic d’enviament de correus electrònics i un gestor de temps per evitar que els préstecs no s’allarguin en excés. També està dotat de mesures de seguretat que garanteixen la privacitat als usuaris.

Conceptual design of wastewater treatment plants using multiple objectives

La implementació de la Directiva Europea 91/271/CEE referent a tractament d'aigües residuals urbanes va promoure la construcció de noves instal·lacions al mateix temps que la introducció de noves tecnologies per tractar nutrients en àrees designades com a sensibles. Tant el disseny d'aquestes noves infraestructures com el redisseny de les ja existents es va portar a terme a partir d'aproximacions basades fonamentalment en objectius econòmics degut a la necessitat d'acabar les obres en un període de temps relativament curt. Aquests estudis estaven basats en coneixement heurístic o correlacions numèriques provinents de models determinístics simplificats. Així doncs, moltes de les estacions depuradores d'aigües residuals (EDARs) resultants van estar caracteritzades per una manca de robustesa i flexibilitat, poca controlabilitat, amb freqüents problemes microbiològics de separació de sòlids en el decantador secundari, elevats costos d'operació i eliminació parcial de nutrients allunyant-les de l'òptim de funcionament. Molts d'aquestes problemes van sorgir degut a un disseny inadequat, de manera que la comunitat científica es va adonar de la importància de les etapes inicials de disseny conceptual. Precisament per aquesta raó, els mètodes tradicionals de disseny han d'evolucionar cap a sistemes d'avaluació mes complexos, que tinguin en compte múltiples objectius, assegurant així un millor funcionament de la planta. Tot i la importància del disseny conceptual tenint en compte múltiples objectius, encara hi ha un buit important en la literatura científica tractant aquest camp d'investigació. L'objectiu que persegueix aquesta tesi és el de desenvolupar un mètode de disseny conceptual d'EDARs considerant múltiples objectius, de manera que serveixi d'eina de suport a la presa de decisions al seleccionar la millor alternativa entre diferents opcions de disseny. Aquest treball de recerca contribueix amb un mètode de disseny modular i evolutiu que combina diferent tècniques com: el procés de decisió jeràrquic, anàlisi multicriteri, optimació preliminar multiobjectiu basada en anàlisi de sensibilitat, tècniques d'extracció de coneixement i mineria de dades, anàlisi multivariant i anàlisi d'incertesa a partir de simulacions de Monte Carlo. Això s'ha aconseguit subdividint el mètode de disseny desenvolupat en aquesta tesis en quatre blocs principals: (1) generació jeràrquica i anàlisi multicriteri d'alternatives, (2) anàlisi de decisions crítiques, (3) anàlisi multivariant i (4) anàlisi d'incertesa. El primer dels blocs combina un procés de decisió jeràrquic amb anàlisi multicriteri. El procés de decisió jeràrquic subdivideix el disseny conceptual en una sèrie de qüestions mes fàcilment analitzables i avaluables mentre que l'anàlisi multicriteri permet la consideració de diferent objectius al mateix temps. D'aquesta manera es redueix el nombre d'alternatives a avaluar i fa que el futur disseny i operació de la planta estigui influenciat per aspectes ambientals, econòmics, tècnics i legals. Finalment aquest bloc inclou una anàlisi de sensibilitat dels pesos que proporciona informació de com varien les diferents alternatives al mateix temps que canvia la importància relativa del objectius de disseny. El segon bloc engloba tècniques d'anàlisi de sensibilitat, optimització preliminar multiobjectiu i extracció de coneixement per donar suport al disseny conceptual d'EDAR, seleccionant la millor alternativa un cop s'han identificat decisions crítiques. Les decisions crítiques són aquelles en les que s'ha de seleccionar entre alternatives que compleixen de forma similar els objectius de disseny però amb diferents implicacions pel que respecte a la futura estructura i operació de la planta. Aquest tipus d'anàlisi proporciona una visió més àmplia de l'espai de disseny i permet identificar direccions desitjables (o indesitjables) cap on el procés de disseny pot derivar. El tercer bloc de la tesi proporciona l'anàlisi multivariant de les matrius multicriteri obtingudes durant l'avaluació de les alternatives de disseny. Específicament, les tècniques utilitzades en aquest treball de recerca engloben: 1) anàlisi de conglomerats, 2) anàlisi de components principals/anàlisi factorial i 3) anàlisi discriminant. Com a resultat és possible un millor accés a les dades per realitzar la selecció de les alternatives, proporcionant més informació per a una avaluació mes efectiva, i finalment incrementant el coneixement del procés d'avaluació de les alternatives de disseny generades. En el quart i últim bloc desenvolupat en aquesta tesi, les diferents alternatives de disseny són avaluades amb incertesa. L'objectiu d'aquest bloc és el d'estudiar el canvi en la presa de decisions quan una alternativa és avaluada incloent o no incertesa en els paràmetres dels models que descriuen el seu comportament. La incertesa en el paràmetres del model s'introdueix a partir de funcions de probabilitat. Desprès es porten a terme simulacions Monte Carlo, on d'aquestes distribucions se n'extrauen números aleatoris que es subsisteixen pels paràmetres del model i permeten estudiar com la incertesa es propaga a través del model. Així és possible analitzar la variació en l'acompliment global dels objectius de disseny per a cada una de les alternatives, quines són les contribucions en aquesta variació que hi tenen els aspectes ambientals, legals, econòmics i tècnics, i finalment el canvi en la selecció d'alternatives quan hi ha una variació de la importància relativa dels objectius de disseny. En comparació amb les aproximacions tradicionals de disseny, el mètode desenvolupat en aquesta tesi adreça problemes de disseny/redisseny tenint en compte múltiples objectius i múltiples criteris. Al mateix temps, el procés de presa de decisions mostra de forma objectiva, transparent i sistemàtica el perquè una alternativa és seleccionada en front de les altres, proporcionant l'opció que més bé acompleix els objectius marcats, mostrant els punts forts i febles, les principals correlacions entre objectius i alternatives, i finalment tenint en compte la possible incertesa inherent en els paràmetres del model que es fan servir durant les anàlisis. Les possibilitats del mètode desenvolupat es demostren en aquesta tesi a partir de diferents casos d'estudi: selecció del tipus d'eliminació biològica de nitrogen (cas d'estudi # 1), optimització d'una estratègia de control (cas d'estudi # 2), redisseny d'una planta per aconseguir eliminació simultània de carboni, nitrogen i fòsfor (cas d'estudi # 3) i finalment anàlisi d'estratègies control a nivell de planta (casos d'estudi # 4 i # 5).

Response of the benthic macroinvertebrate community to a point source in La Tordera stream (Catalonia, NE Spain)

Vam monitoritzar paràmetres físics i químics, macroinvertebrats bentònics, clorofil·la a, productors primaris i matèria orgànica durant un any (2001-2002) per examinar els efectes d'una font puntual sobre la composició taxonòmica, la estructura de la comunitat, l'organització funcional, la utilització de l'habitat i la estoquiometria al riu la Tordera (Catalunya). Aigües avall de la font puntual, concentració de nutrients, cabal i conductivitat eren majors que al tram d'aigües amunt, mentre que oxigen dissolt era menor. La densitat de macroinvertebrats era més elevada al tram d'aigües avall però la biomassa era similar als dos trams. La riquesa taxonòmica al tram de dalt era un 20% més alt que al tram de baix. Els anàlisis d'ordenació separen clarament els dos trams en el primer eix, mentre que els dos trams presentaven una pauta temporal similar en el segon eix. La similaritat entre els dos trams en composició taxonòmica, densitats i biomasses després de les crescudes d'abril i maig de 2002, indiquen que les pertorbacions del cabal poden actuar com a un mecanisme de reinici de la comunitat bentònica i jugar un paper important per a la restauració d'ecosistemes fluvials. Els dos trams presentaven una biomassa de perifiton, plantes vasculars, CPOM i FPOM similars, mentre que clorofil·la a, algues filamentoses, molses i SPOM eren majors al tram d'aigües avall. La densitat relativa de trituradors era menor sota la font puntual mentre que col·lectors i filtradors van ser afavorits. La biomassa relativa de trituradors també era menor sota la font puntual, però la biomassa de col·lectors i depredadors va augmentar. Les relacions entre densitat de grups tròfics i els seus recursos eren rarament significatives. La relació s'explicava millor amb la biomassa de macroinvertebrats. Els dos trams compartien la mateixa relació per raspadors, col·lectors i filtradors però no per trituradors i depredadors. La densitat i la biomassa de macroinvertebrats es trobaven positivament correlacionades amb la quantitat de recursos tròfics i la complexitat d'habitat, mentre que la riquesa taxonòmica es trobava negativament relacionada amb paràmetres hidràulics. La influència dels substrats inorgànics prenia menor rellevància per a la distribució dels macroinvertebrats. Els anàlisis d'ordenació mostren com les variables del microhabitat de major rellevància eren CPOM, clorofil·la a, algues filamentoses i velocitat. La cobertura de sorra només era significativa per al tram d'aigües amunt i les molses, al d'aigües avall. El número de correlacions significatives entre macroinvertebrats i les variables del microhabitat era més elevat per al tram de dalt que per al de baix, bàsicament per diferències en composició taxonòmica. La biomassa de macroinvertebrats va aportar una informació semblant a la obtinguda per la densitat. Perifiton i molses tenien uns continguts de nutrients similars en els dos trams. Els %C i %N d'algues filamentoses també eren similars en els dos trams però el %P sota la font puntual era el doble que al tram de dalt. Les relacions estoquiomètriques en CPOM, FPOM i SPOM eren considerablement menors sota la font puntual. Els continguts elementals i relacions van ser molt variables entre taxons de macroinvertebrats però no van resultar significativament diferents entre els dos trams. Dípters, tricòpters i efemeròpters presentaven una estoquiometria similar, mentre que el C i el N eren inferiors en moluscs i el P en coleòpters. Els depredadors presentaven un contingut en C i N més elevat que la resta de grups tròfics, mentre que el P era major en els filtradors. Els desequilibris elementals entre consumidors i recursos eren menors en el tram d'aigües avall. A la tardor i l'hivern la major font de nutrients va ser la BOM mentre que a la primavera i a l'estiu va ser el perifiton.

Networks of contextualised ontologies for the Semantic Web

Currently many ontologies are available for addressing different domains. However, it is not always possible to deploy such ontologies to support collaborative working, so that their full potential can be exploited to implement intelligent cooperative applications capable of reasoning over a network of context-specific ontologies. The main problem arises from the fact that presently ontologies are created in an isolated way to address specific needs. However we foresee the need for a network of ontologies which will support the next generation of intelligent applications/devices, and, the vision of Ambient Intelligence. The main objective of this paper is to motivate the design of a networked ontology (Meta) model which formalises ways of connecting available ontologies so that they are easy to search, to characterise and to maintain. The aim is to make explicit the virtual and implicit network of ontologies serving the Semantic Web.

Running Climate Models On The NERC Cluster Grid Using G-Rex

Compute grids are used widely in many areas of environmental science, but there has been limited uptake of grid computing by the climate modelling community, partly because the characteristics of many climate models make them difficult to use with popular grid middleware systems. In particular, climate models usually produce large volumes of output data, and running them usually involves complicated workflows implemented as shell scripts. For example, NEMO (Smith et al. 2008) is a state-of-the-art ocean model that is used currently for operational ocean forecasting in France, and will soon be used in the UK for both ocean forecasting and climate modelling. On a typical modern cluster, a particular one year global ocean simulation at 1-degree resolution takes about three hours when running on 40 processors, and produces roughly 20 GB of output as 50000 separate files. 50-year simulations are common, during which the model is resubmitted as a new job after each year. Running NEMO relies on a set of complicated shell scripts and command utilities for data pre-processing and post-processing prior to job resubmission. Grid Remote Execution (G-Rex) is a pure Java grid middleware system that allows scientific applications to be deployed as Web services on remote computer systems, and then launched and controlled as if they are running on the user's own computer. Although G-Rex is general purpose middleware it has two key features that make it particularly suitable for remote execution of climate models: (1) Output from the model is transferred back to the user while the run is in progress to prevent it from accumulating on the remote system and to allow the user to monitor the model; (2) The client component is a command-line program that can easily be incorporated into existing model work-flow scripts. G-Rex has a REST (Fielding, 2000) architectural style, which allows client programs to be very simple and lightweight and allows users to interact with model runs using only a basic HTTP client (such as a Web browser or the curl utility) if they wish. This design also allows for new client interfaces to be developed in other programming languages with relatively little effort. The G-Rex server is a standard Web application that runs inside a servlet container such as Apache Tomcat and is therefore easy to install and maintain by system administrators. G-Rex is employed as the middleware for the NERC1 Cluster Grid, a small grid of HPC2 clusters belonging to collaborating NERC research institutes. Currently the NEMO (Smith et al. 2008) and POLCOMS (Holt et al, 2008) ocean models are installed, and there are plans to install the Hadley Centre’s HadCM3 model for use in the decadal climate prediction project GCEP (Haines et al., 2008). The science projects involving NEMO on the Grid have a particular focus on data assimilation (Smith et al. 2008), a technique that involves constraining model simulations with observations. The POLCOMS model will play an important part in the GCOMS project (Holt et al, 2008), which aims to simulate the world’s coastal oceans. A typical use of G-Rex by a scientist to run a climate model on the NERC Cluster Grid proceeds as follows :(1) The scientist prepares input files on his or her local machine. (2) Using information provided by the Grid’s Ganglia3 monitoring system, the scientist selects an appropriate compute resource. (3) The scientist runs the relevant workflow script on his or her local machine. This is unmodified except that calls to run the model (e.g. with “mpirun”) are simply replaced with calls to "GRexRun" (4) The G-Rex middleware automatically handles the uploading of input files to the remote resource, and the downloading of output files back to the user, including their deletion from the remote system, during the run. (5) The scientist monitors the output files, using familiar analysis and visualization tools on his or her own local machine. G-Rex is well suited to climate modelling because it addresses many of the middleware usability issues that have led to limited uptake of grid computing by climate scientists. It is a lightweight, low-impact and easy-to-install solution that is currently designed for use in relatively small grids such as the NERC Cluster Grid. A current topic of research is the use of G-Rex as an easy-to-use front-end to larger-scale Grid resources such as the UK National Grid service.

Interdisciplinarity: perceptions of the value of computer-supported collaborative work in design for the built environment

This paper presents the findings from a study into the current exploitation of computer-supported collaborative working (CSCW) in design for the built environment in the UK. The research is based on responses to a web-based questionnaire. Members of various professions, including civil engineers, architects, building services engineers, and quantity surveyors, were invited to complete the questionnaire. The responses reveal important trends in the breadth and size of project teams at the same time as new pressures are emerging regarding team integration and efficiency. The findings suggest that while CSCW systems may improve project management (e.g., via project documentation) and the exchange of information between team members, it has yet to significantly support those activities that characterize integrated collaborative working between disparate specialists. The authors conclude by combining the findings with a wider discussion of the application of CSCW to design activity-appealing for CSCW to go beyond multidisciplinary working to achieve interdisciplinary working.

Pollination and other ecosystem services produced by mobile organisms: a conceptual framework for the effects of land-use change

Many ecosystem services are delivered by organisms that depend on habitats that are segregated spatially or temporally from the location where services are provided. Management of mobile organisms contributing to ecosystem services requires consideration not only of the local scale where services are delivered, but also the distribution of resources at the landscape scale, and the foraging ranges and dispersal movements of the mobile agents. We develop a conceptual model for exploring how one such mobile-agent-based ecosystem service (MABES), pollination, is affected by land-use change, and then generalize the model to other MABES. The model includes interactions and feedbacks among policies affecting land use, market forces and the biology of the organisms involved. Animal-mediated pollination contributes to the production of goods of value to humans such as crops; it also bolsters reproduction of wild plants on which other services or service-providing organisms depend. About one-third of crop production depends on animal pollinators, while 60-90% of plant species require an animal pollinator. The sensitivity of mobile organisms to ecological factors that operate across spatial scales makes the services provided by a given community of mobile agents highly contextual. Services vary, depending on the spatial and temporal distribution of resources surrounding the site, and on biotic interactions occurring locally, such as competition among pollinators for resources, and among plants for pollinators. The value of the resulting goods or services may feed back via market-based forces to influence land-use policies, which in turn influence land management practices that alter local habitat conditions and landscape structure. Developing conceptual models for MABES aids in identifying knowledge gaps, determining research priorities, and targeting interventions that can be applied in an adaptive management context.

Long-term response of the nematode community to elevated atmospheric CO2 in a temperate dry grassland soil

Long-term effects of the elevated atmospheric CO2 on biosphere have been in focus of research since the last few decades. In this experiment undisturbed soil monoliths of loess grassland were exposed to an elevated CO2 environment (two-times the ambient CO2 level) for a period of six years with the aid of the open top chamber method. Control without a chamber and CO2 elevation was applied as well. Elevated CO2 level had very little impact oil soil food web. It did not influence either root and microbial biomass or microbial and nematode community structure. The only significant response was that density of the bacterial feeder genus Heterocephalobus increased in the chamber with elevated CO2 concentration. Application of the open top chambers initiated more changes on nematodes than the elevated CO2 level. Open top chamber (OTC) method decreased nematode density (total and plant feeder as well) to less than half of the original level. Negative effect was found on the genus level in the case of fungal feeder Aphelenchoides, plant feeder Helicotylenchus and Paratylenchus. It is very likely that the significantly lower belowground root biomass and partly its decreased quality reflected by the increased C/N ratio are the main responsible factors for the lower density of the plant feeder nematodes in the plots of chambers. According to diversity profiles, MI and MI(2-15) parameters, nematode communities in the open top chambers (both on ambient and elevated CO2 level) seem to be more structured than those under normal circumstances six years after start of the experiment.

A lightweight supercomputing web portal for inferring phylogenetic trees

In this paper we describe a lightweight Web portal developed for running computational jobs on a IBM JS21 Bladecenter cluster, ThamesBlue, for inferring and analyzing evolutionary histories. We first discuss the need for leveraging HPC as a enabler for molecular phylogenetics research. We go on to describe how the portal is designed to interface with existing open-source software that is typical of a HPC resource configuration, and how by design this portal is generic enough to be portable to other similarly configured compute clusters, and for other applications.