Monitorización de cultivos mediante PolSAR y técnicas de sistemas dinámicos

En las últimas décadas diversas técnicas basadas en teledetección mediante sistemas de microondas han servido para aumentar el conocimiento de la superficie terrestre. En concreto, los sistemas basados en Radar de Apertura Sintética (SAR) han demostrado ser una herramienta con un gran potencial en la monitorización de cultivos y de gran ayuda a las técnicas de cultivo de precisión (Precision Farming). En la actualidad existen técnicas de clasificación de cultivos basadas en adquisiciones SAR que permiten con elevada precisión determinar la cobertura espacial de diferentes cultivos sin embargo la estimación de parámetros biofísicos resulta más compleja con estas técnicas. Recientemente diversas estrategias han sido propuestas con el objetivo de determinar el estado de un cultivo, el estado fenológico, en un determinado instante basándose en el análisis de las características de las imágenes SAR polarimétricas (PolSAR). Estas primeras aproximaciones todavía se encuentran en una etapa de desarrollo temprana y por tanto es posible profundizar y analizar las diferentes alternativas a partir de ellas de manera que podamos obtener resultados más precisos y que puedan aportar información de valor añadido a las técnicas de cultivo de precisión. En este trabajo abordaremos la alternativa de aprovechar las series de imágenes SAR obtenidas en diferentes instantes en el ciclo de un cultivo para determinar el estado fenológico de un cultivo.

Termografía infrarroja aplicada en cúpulas históricas: identificación y análisis de sistemas constructivos

El uso específico de la termografía infrarroja como técnica no destructiva permite el estudio de sistemas constructivos en edificios históricos (caracterización de materiales, disposición constructiva o identificación de elementos originales). Así, se muestra una aplicación práctica en templos en la provincia de Alicante construidos entre finales del siglo XVII y principios del xix, donde se analiza la complementariedad de las imágenes termográficas de 140 cúpulas (junto con datos recopilados in situ, dibujos originales y levantamiento de planos) como herramienta de estudio en fases de análisis previas a una restauración. En conclusión, la investigación detalla una aplicación termográfica al estudio de distintos aspectos como el reconocimiento de materiales empleados (90,71 % ladrillo macizo, 6,43 % ladrillo hueco y 2,86 % piedra), variaciones de espesor interior y exterior (75,71 % perfil apuntado, 17,86 % perfil semiesférico y 6,43 % perfil rebajado), caracterización de grietas/fisuras (estado de conservación) e identificación de cúpulas originales (96,43 %) o restauradas (3,57 %).

Identificación de imágenes por análisis de texturas utilizando aprendizaje estadístico

Este documento explica la creación, implementación y uso del proyecto de fin de grado, desarrollado dentro del grupo de investigación ISCAR (Ingeniería de Sistemas, Control, Automática y Robótica) de la Facultad de Informática de la Universidad Complutense. El proyecto consiste en la implementación de una aplicación capaz de clasificar texturas extraídas de distintas imágenes mediante técnicas de visión por computador. Dicha aplicación se divide en tres pilares fundamentales: interfaz gráfica de usuario, algoritmos de extracción de características texturales y aprendizaje supervisado mediante una máquina “SVM” (Support Vector Machine). Interfaz gráfica: proporciona al usuario una forma fácil de uso de la aplicación por medio de la visualización gráfica de una imagen con una serie de elementos de configuración para su posterior análisis. Una vez analizada, el usuario si así lo desea, podrá visualizar los resultados de manera intuitiva, así como guardar dichos resultados después de la ejecución de los algoritmos pertinentes. Algoritmos de análisis de texturas: Procede al cálculo de las configuraciones y las muestras provistas por el usuario en la interfaz gráfica como el cálculo de la matriz de co-ocurrencia y el cálculo de los vectores de características (homogeneidad, media, varianza, Entropía, etc…). SVM: Utiliza los vectores de características obtenidos en los cálculos estadísticos de texturas para realizar el proceso de aprendizaje de un clasificador SVM. La aplicación ha sido construida en JAVA haciendo uso de librerías como JNI_SVM-light-6.01, commons-math3-3.0 y WindowsBuilder, para la construcción de la ventana gráfica, cálculo de los métodos estadísticos y máquina de aprendizaje automático. Dicha aplicación se ha utilizado con el objetivo de identificar y clasificar el quiste de Baker mediante imágenes obtenidas por Resonancias Magnéticas de la rodilla.

Geoquímica de emanaciones difusas y termografía en sistemas volcánicos: implicaciones para la exploración geotérmica y la vigilancia volcánica en Canarias

En la presente tesis doctoral, titulada “Geoquímica de emanaciones difusas y termografía en sistemas volcánicos: implicaciones para la exploración geotérmica y la vigilancia volcánica en Canarias”, se ha evaluado el uso conjunto de técnicas geoquímicas (prospecciones geoquímicas de gases y volátiles en el ambiente superficial del suelo) y geofísicas (campañas de exploración magnetotelúrica y estudio de imágenes térmicas) como herramientas para la monitorización volcánica y la exploración geotérmica. Las Islas Canarias fueron el marco de estudio elegido para lograr este objetivo, debido a que en dichas islas ha habido actividad volcánica holocénica (a excepción de La Gomera), habiéndose registrado erupciones históricas en las islas de Tenerife, La Palma, Lanzarote y El Hierro. El archipiélago canario en su conjunto se puede considerar como un área volcánicamente activa, siendo el riesgo volcánico hoy día mayor que hace 40 años, como resultado de un drástico aumento poblacional y socio-económico, expuesto a los peligros volcánicos inherentes a la naturaleza volcánica del archipiélago. En la historia reciente de las Islas Canarias existe una carencia de esfuerzos para la explotación de uno de los beneficios del fenómeno volcánico, como podría ser el desarrollo de la energía geotérmica: Canarias es la única región del territorio nacional con recursos geotérmicos de alta temperatura como consecuencia de la presencia de un volcanismo activo. Por lo tanto, es necesario un mayor esfuerzo para desarrollar la energía geotérmica en Canarias y mejorar los sistemas de detección de señales de alerta ante futuros procesos de reactivación volcánica. Este trabajo de tesis doctoral persigue (i) reducir los impactos negativos de la actividad volcánica en las islas Canarias a través de un avance en la comprensión de la dinámica de las emisiones de gases volcánicos como una poderosa técnica de vigilancia volcánica y (ii) promover el desarrollo de la energía geotérmica a través un avance en el conocimiento de los recursos geotérmicos que pudieran existir en el subsuelo de las Islas Canarias...

Construcción de escenarios pseudo-perspectivos mediante la creación y modificación de gráficos tridimensionales utilizados en el trecento

Este estudio forma parte de una investigación más amplia que trata de la capacidad expresiva de los sistemas perspectivos1. Bajo esta premisa hemos reflexionado sobre los métodos utilizados por los artistas del trecento italiano para representar la tercera dimensión. Hemos analizado un amplio número de obras, con un doble objetivo: El primero, obtener datos que otorguen consistencia y fiabilidad a una clasificación que nos ayuda a tipificar el espacio perspectivo en esta etapa predecesora de la perspectiva «correcta» (lineal o cónica). El segundo, extrapolar sus características a la construcción de escenarios pseudo-perspectivos mediante la modificación y creación de gráficos tridimensionales por computadora. Este proceso se ha utilizado para extraer los esquemas que nos sirven como herramienta para explorar nuevos caminos en la representación perspectiva, alejados de la lógica euclidiana. Con este propósito se aportan esquemas formales de representaciones clasificadas en diferentes tipos, que posteriormente se transforman para efectuar la construcción volumétrica de los escenarios.

API de servicios web REST extensible dinámicamente basada en una arquitectura Plug-in para el procesado de imágenes recibidas desde dispositivos móviles

Se ha diseñado una aplicación móvil que permite examinar el riesgo de melanoma mediante el análisis de una foto. La memoria documenta la realización de una aplicación de servidor que forma parte de una solución de eHealth con un cliente ya desarrollado por un proyecto previo de fin de carrera en forma de una aplicación Android. La aplicación de servidor desarrollada expone una API de servicios web REST y presenta una arquitectura extensible dinámicamente mediante la implementación de un patrón plug-in.

Compendio de Telecomunicaciones. Conceptos básicos para el aprendizaje de los sistemas de telecomunicación

Esta obra tiene como objetivo desarrollar los conceptos básicos para la comprensión y el entendimiento del comportamiento de las señales y el funcionamiento de los sistemas empleados en la transmisión de voz, datos, imágenes, música, TV, etc. Ellos se analizan y explican de una manera amable y sencilla sin perder el rigor académico y tecnológico. Los diferentes temas se amenizan con gráficos que facilitan la comprensión de la exposición teórica. Se espera que esta serie contribuya a la formación de estudiantes y profesionales, amantes de este apasionante universo de las telecomunicaciones modernas.

Desarrollo de arquitecturas para procesamiento de control de la mirada en sistemas de visión activa con resolución espacial variable

En esta tesis se aborda la implementación de un sistema completo de visión activa, en el que se capturan y generan imágenes de resolución espacial variable. Todo el sistema se integra en un sólo dispositivo del tipo AP SoC (All Programmable System on Chip), lo que nos permite llevar a cabo el codiseño hardware-software del mismo, implementando en la parte lógica los bloques de preprocesado intensivo, y en la parte software los algoritmos de procesado de control más complejo. El objetivo es que, trabajando con un campo visual del orden de Megapíxeles, se pueda procesar una tasa moderada de imágenes por segundo. Las imágenes multiresolución se generan a partir de sensores de resolución uniforme con una latencia nula, lo que permite tener preparada la imagen de resolución variable en el mismo instante en que se ha terminado de capturar la imagen original. Como innovación con respecto a las primeras contribuciones relacionadas con esta Tesis, se procesan imágenes con toda la información de color. Esto implica la necesidad de diseñar conversores entre espacios de color distintos, para adecuar la información al tipo de procesado que se va a realizar con ella. Estos bloques se integran sin alterar la latencia de entrega de los sucesivos fotogramas. El procesamiento de estas imágenes multirresolución genera un mapa de saliencia que permite mover la fóvea hacía la región considerada como más relevante en la escena. El contenido de la imagen se estructura en una jerarquía de niveles de abstracción. A diferencia de otras arquitecturas de este tipo, como son la pirámide regular y el polígono foveal, en las que se trabaja con imágenes de resolución uniforme en los distintos niveles de la jerarquía, la pirámide irregular foveal que se propone en esta tesis combina las ideas de trabajar con una imagen realmente multirresolución, que incluya el campo de visión completo que abarcan sensor y óptica, con el procesamiento jerárquico propio de las pirámides irregulares. Para ello en esta tesis se propone la implementación de un algoritmo de diezmado irregular que, tomando como base la imagen multirresolución, dará como resultado una estructura piramidal donde los distintos niveles no son imágenes sino grafos orientados a la resolución del problema de segmentación y estimación de saliencia. Todo el sistema se integra en torno a la arquitectura de bus AXI, que permite conectar entre si todos los cores desarrollados en la parte lógica, así como el acceso a la memoria compartida con los algoritmos implementados en la parte software. Esto es posible gracias a los bloques de acceso directo a memoria AXI-VDMA, en una propuesta de configuración que permite tanto la integración perfectamente coordinada de la transferencia de la imagen multirresolución generada a la zona de trabajo del algoritmo de segmentación como su recuperación para la posterior visualización del resultado del proceso, y todo ello con una tasa de trabajo que mejora los resultados de plataformas similares.

[Material visual para la presentación del tema de sistemas de empaques].

56 hojas : ilustraciones, fotografías.

Reconocimiento de una plataforma para aterrizaje de UAV mediante procesamiento de imágenes

En el año 2016 se vendieron en EE.UU más de un millón de Unmanned Aerial Vehicles (UAVs, Vehículos aéreos no tripulados), casi el doble que el año anterior, país del que se dispone de información. Para el año 2020 se estima que este mercado alcance los 5.600 millones de dólares en todo el mundo, creciendo a un ritmo del 30% anual. Este crecimiento demuestra que existe un mercado en expansión con muchas y diversas oportunidades de investigación. El rango de aplicaciones en los que se utiliza este tipo de vehículos es innumerable. Desde finales del s.XX, los UAVs han estado presentes en multitud de aplicaciones, principalmente en misiones de reconocimiento. Su principal ventaja radica en que pueden ser utilizados en situaciones de alto riesgo sin suponer una amenaza para ningún tripulante. En los últimos años, la fabricación de vehículos asequibles económicamente ha permitido que su uso se extienda a otros sectores. A día de hoy uno de los campos en los que ha adquirido gran relevancia es en agricultura, contribuyendo a la automatización y monitorización de cultivos, pero también se ha extendido su uso a diferentes sistemas, tales como seguridad, cartografía o monitorización, entre otros [1]. Es en esta situación en la que se propone el proyecto SALACOM [2], que explora la posibilidad de utilizar esta tecnología en sistemas de repuesta rápida para la detección y contención de vertidos contaminantes en entornos acuáticos con el apoyo de vehículos autónomos marinos de superficie (USV, Unmanned Surface Vehicles). En el mencionado proyecto se pretende utilizar sistemas UAVs para detectar y analizar las zonas de vertido y proveer la información respecto a la localización y las técnicas de contención adecuadas a los sistemas USV. Una vez se haya realizado el análisis de la situación del vertido, los USV trabajarían conjuntamente con los UAVs para desplegar las barreras de protección seleccionadas en la zona afectada. Para esto, los UAVs o drones, términos similares en lo que respecta a este proyecto y que a lo largo de esta memoria se usarán indistintamente, deben ser capaces de despegar desde los USV y volver a aterrizar sobre ellos una vez realizada su labor. El proyecto que se describe en la presente memoria se centra en la fase de aterrizaje y, más concretamente, en la detección de la plataforma seleccionada como plantilla mediante técnicas de tratamiento de imágenes. Esto serviría como sistema de apoyo para guiar el dron hacia la plataforma para que pueda realizar el descenso correctamente y finalizar así su misión o bien para realizar operaciones de recarga de la batería. El dron está equipado con la correspondiente cámara de visión a bordo, con la que obtiene las imágenes, las procesa e identifica la plataforma para dirigirse hacia ella, si bien, dado que el sistema de procesamiento de imágenes no se encuentra totalmente operativo, este trabajo se centra en el desarrollo de una aplicación software independiente del sistema de visión a bordo del dron, basada en el desarrollo de técnicas de reconocimiento de la plataforma. La plataforma a utilizar proviene de una patente [3], consistente en una figura geométrica con formas características, de muy difícil aparición en entornos de exterior. La figura pintada en negro se halla impresa sobre un panel de fondo blanco de 1m × 1m de superficie. En este trabajo se han explorado diversas opciones disponibles para realizar la identificación de las regiones de interés. El principal objetivo es realizar la selección de una tecnología que pueda cumplir potencialmente con los criterios necesarios para llevar a cabo la tarea y seleccionar los métodos de detección adecuados para realizar la identificación de la figura contenida en la plataforma. Se ha pretendido utilizar tecnologías de fácil uso, amplío soporte y, cuando ha sido posible, de código libre. Todo ello integrado en una aplicación informática, que es la que se presenta en el presente trabajo.

Simulador de escáner de rayos X: creación y análisis de imágenes

Actualmente cada vez son mayores las medidas de seguridad que nos rodean. Cada vez son más importantes y severas estas medidas de seguridad en infraestructuras y edificios públicos. Como consecuencia de estos hechos, cada vez se aumenta la necesidad de contar con personal de seguridad más cualificado y preparado. Esto ha provocado que aumente la demanda de formación en esta área, ya que las empresas de seguridad que operan en el aeropuerto deben formar a su personal para que puedan ejercer su trabajo con la mayor eficacia. Ante esta situación, hemos decidido desarrollar una aplicación para la formación de los alumnos en materia de seguridad aeroportuaria. Con esta aplicación, los usuarios pueden conseguir cualquiera de las tres certificaciones que emite AESA (Agencia Estatal de Seguridad Aérea). Cada certificación es distinta según la zona del aeropuerto en donde opere el alumno. Por tanto, el objetivo de este proyecto es la implementación de una herramienta de aprendizaje y evaluación por parte de alumnos, que está compuesta por dos aplicaciones que se relacionan mediante la arquitectura cliente-servidor.

USO Y COBERTURA DE LA TIERRA EN COSTA RICA PARA 1992: UNA APLICACIÓN DE TELEDETECCIÓN ESPACIAL Y SISTEMAS DE INFORMACION GEOGRÁFICA

En el presente artículo se describe el procedimiento utilizado para actualizar el mapa de uso y cobertura de la tierra de Costa Rica para el año 1992. En el proceso se integró la cartografía análoga existente para 1985 a escala 1:200.000 e imágenes digitales del Mapeador Temático de LANDSAT para los años 1991 y 1993. Para comprobar la exactitud de la clasificación se usaron 1.372 puntos obtenidos de fotos aéreas de 1992 y trabajo de campo empleando un Sistema de Posicionamiento Global (SPG). Los resultados obtenidos indican que existe un 46.6% del país bajo pastos, un 32,9 bajo bosques y un 8,5% bajo uso agrícola. Un 7,8% del área se incluyó en una categoría denominada <<no clasificada, usos mezclados, deforestada>>. La exactitud global de la clasificación fue de un 74%; con una confusión entre pasto y bosque de un 19%.  SUMMARY The objective of this paper is to describe the process used by the authors to update the preliminary 1985 land use-land cover map of Costa Rica. Paper maps of 1985 at scale 1:200.000 we digitized, rasterized and use to label the output of a nonsupervised classification carried out using 1991-93 digital data from LANDSAT 5 (Thematic Mapper). Aerial photography and field work aided by a Global Positional System (GPS) was used to gather ground-truth data. A total of 1372 stratified points were used to test the accuracy of the final map. Our results showed that 46,6% of the country is under pasture, 32,9% under forest and 8.5% under agriculture. The nonclassified areas were lumped into one category that accounted for 7,8% of the country. Global accuracy of the classification was 74% with the confusion between forest and pasture accounting for 19% of this error.

INTEGRACIÓN ESPACIAL Y ESPECTRAL DE IMÁGENES FOTOGRÁFICAS: EL CASO DE OROSI, PARAÍSO, CARTAGO – COSTA RICA

Los sensores remotos proveen imágenes que según sus características permiten determinar cambios en el uso de la tierra. Se han desarrollado sensores con alto potencial para llevar a cabo este tipo de trabajo, aunque en ocasiones es difícil tener todos los elementos para discriminar los objetos en una misma imagen, por ello recurrimos a transformaciones para la consecución de los objetivos. Este artículo constituye un subproducto del proyecto “Análisis de los cambios del uso de la tierra en el distrito de Orosi, utilizando datos teledetectados de los proyectos CENIGA1 (TERRA 97) y CARTA2 2003: período 1997-2003”. En el caso de Carta 2003 y Spot se presenta una coincidencia temporal pero no espacial ni espectral. El objetivo es ofrecer técnicas de transformación de imágenes fotográficas y multiespectrales del proyecto Carta 2003, así como una imagen de la plataforma del Spot. Las transformaciones de las imágenes permitieron cambiar la resolución espacial y espectral, las cuales variaban de 2 a 30 metros espacialmente y de 1 a 50 en su espectro. Para los objetivos de la investigación se seleccionaron 9 bandas a las cuales fue posible aplicarles las transformaciones. Se obtuvo resultante de 2 metros de resolución espacial y 9 bandas espectrales. Utilizando las resultantes se realizó la clasificación supervisada, con lo cual se obtuvo un mayor nivel de detalle en la delimitación de los diferentes usos presentes en el área de estudio. ABSTRACT Remote sensors supply images that, according to their characteristics, allow for determining changes in land use. Sensors have been developed with a high potential to carry out this type of work, although on occasion it is difficult to have all of the elements to distinguish the objects in the same image, and for that we resort to transformations to attain the objectives. This article constitutes a byproduct of the project: “Analysis of Land Use Changes in the District of Orosi, Using Remote Sensing Data of the Projects CENIGA (TERRA 97) and CARTA 2003: Period 1997-2003”. CARTA 2003 and Spot present temporary coincidence but not spatial or spectral. The objective is to offer techniques of transforming photographic images and multispectrals of the CARTA 2003 project, such as an image of the Spot platform. Transformation of the images allowed for changing the spatial and spectral resolution, which varied from 2 to 30 meters spatially and from 1 to 50 in their spectrum. For the objectives of the investigation, nine bands were selected to which it was possible to apply the transformations, and with them managed to obtain results of 2 meters of spatial resolution and 9 spectral bands. Utilizing the results, the supervised classification was realized, obtaining a greater level of detail in defining the different uses present in the area of study.

Homogeneidade e heterogeneidade nos sistemas educacionais: Argentina, Brasil, Chile e México

This study focus on the reconfiguration of educational management in Argentina, Brazil, Chile and Mexico, which was promoted by the new logic of social regulation and the new role attributed to the State, considering each country's own historicity. So, the cultural factors that interfere on the dynamics of the 90' school reform are analyzed. Aspects that show the homogeneity or heterogeneity of these reforms in the region, as well as local specificities that block out the concretization of the reform are underlined. It is shown that the historicity that characterizes the educational reform has taken, in each country, a form that can be called, in Mexico, conservative rupture; in Chile, conservative continuity; in Brazil, conservative renovation; and, in Argentina, interrupted rupture. Some conclusions about the impact of educational reform in the selected countries are recuperated through the analysis of 186 academic texts on the subject.

Sistemas aquosos bifásicos: fundamentos e aplicações para partição/purificação de proteínas

By the year 2005 the world biochemical market will reach an estimated $ 100 billion and separation processes are a vital link between lab discoveries and the fulfillment of this commercialization potential. The practical application of aqueous two-phase systems (ATPS) to extraction processes has been exploited for several years for the recovery of biological products. Unfortunately, this has not resulted in an extensive presence of the technique in commercial processes. In this paper a critical overview of the fundamental thermodynamic properties related to formation of aqueous two-phase systems and their application to extraction and purification of bioparticules is presented.