A two-dimensional doppler-radiometer for earth observation

Compared to synthetic aperture radars (SARs), the angular resolution of microwave radiometers is quite poor. Traditionally, it has been limited by the physical size of the antenna. However, the angular resolution can be improved by means of aperture synthesis interferometric techniques. A narrow beam is synthesized during the image formation processing of the cross-correlations measured at zero-lag between pairs of signals collected by an array of antennas. The angular resolution is then determined by the maximum antenna spacing normalized to the wavelength (baseline). The next step in improving the angular resolution is the Doppler-Radiometer, somehow related to the super-synthesis radiometers and the Radiometer-SAR. This paper presents the concept of a three-antenna Doppler-Radiometer for 2D imaging. The performance of this instrument is evaluated in terms of angular/spatial resolution and radiometric sensitivity, and an L-band illustrative example is presented.

Extreme-value distributions and renormalization group

In the classical theorems of extreme value theory the limits of suitably rescaled maxima of sequences of independent, identically distributed random variables are studied. The vast majority of the literature on the subject deals with affine normalization. We argue that more general normalizations are natural from a mathematical and physical point of view and work them out. The problem is approached using the language of renormalization-group transformations in the space of probability densities. The limit distributions are fixed points of the transformation and the study of its differential around them allows a local analysis of the domains of attraction and the computation of finite-size corrections.

Expresiones para la determinación del factor de fricción en ríos de fuerte pendiente

Con base en una selección de 145 datos pertenecientes a ríos de montaña de fuerte pendiente (³ 1%) se han desarrollado cinco expresiones para determinar el factor de fricción de Darcy-Weisbach. La primera expresión se fundamenta en la aplicación para flujo turbulento rugoso en lámina libre de la ley semilogarítmica de Prandtl-Kárman, que es función de la sumersión relativa (relación entre el calado medio y la rugosidad equivalente). La segunda y tercera corresponden a correciones de la primera para flujo macrorrugoso, propuestas por Thompson y Campbell (1979) y Aguirre-Pe y Fuentes (1990) respectivamente. La cuarta ecuación consiste una en potencia de la sumersión relativa, mientras que la quinta corrige la fórmula anterior incorporando una potencia de la pendiente, tal y como propugnan Meunier (1989) y Rickenmann (1990). Las expresiones derivadas presentan un ajuste significativo, si se tienen en cuenta las limitaciones hidrométricas existentes en ríos de material grueso y fuerte pendiente. Destaca el mayor ajuste conseguido con las ecuaciones con las ecuaciones del tipo potencial frente a las del tipo semilogarítmico. Se ha encontrado, asimismo, una capacidad de predicción ligeramente superior en aquellas expresiones que incluyen modificaciones respecto a la ecuación original, ecuaciones del tipo segundo, tercero y quinto anteriormente indicado.

Re-writing and Its Pedagogical Value: A Case Study

Tenint en compte el temps i la energia que els mestres i professors dediquen a la correcció de redaccions i produccions escrites i el poc efecte que aquestes semblen tenir en altres produccions dels aprenents, es va dissenyar la recerca que es presenta en aquest article. Els resultats de l'estudi semblen suggerir que les correccions no faciliten l'aprenentatge. Com presentem aquesta activitat de retroalimentació a l'alumnat i la posició que li donem dins d'un enfocament basat en el procés de l'escriptura seran clau per fer que les correccions siguin facilitadores de l'aprenentatge de la producció escrita.

Dilaton quantum cosmology in two dimensions

We consider a renormalizable two-dimensional model of dilaton gravity coupled to a set of conformal fields as a toy model for quantum cosmology. We discuss the cosmological solutions of the model and study the effect of including the back reaction due to quantum corrections. As a result, when the matter density is below some threshold new singularities form in a weak-coupling region, which suggests that they will not be removed in the full quantum theory. We also solve the Wheeler-DeWitt equation. Depending on the quantum state of the Universe, the singularities may appear in a quantum region where the wave function is not oscillatory, i.e., when there is not a well-defined notion of classical spacetime.

Energy-momentum tensor for scalar fields coupled to the dilaton in two dimensions

We clarify some issues related to the evaluation of the mean value of the energy-momentum tensor for quantum scalar fields coupled to the dilaton field in two-dimensional gravity. Because of this coupling, the energy-momentum tensor for matter is not conserved and therefore it is not determined by the trace anomaly. We discuss different approximations for the calculation of the energy-momentum tensor and show how to obtain the correct amount of Hawking radiation. We also compute cosmological particle creation and quantum corrections to the Newtonian potential.

Holographic isotropization linearized

The holographic isotropization of a highly anisotropic, homogeneous, strongly coupled, non-Abelian plasma was simplified in ref. [1] by linearizing Einstein"s equations around the final, equilibrium state. This approximation reproduces the expectation value of the boundary stress tensor with a 20% accuracy. Here we elaborate on these results and extend them to observables that are directly sensitive to the bulk interior, focusing for simplicity on the entropy production on the event horizon. We also consider next-to-leading-order corrections and show that the leading terms alone provide a better description of the isotropization process for the states that are furthest from equilibrium.

Microscopic-macroscopic approach for binding energies with the Wigner-Kirkwood method. II. Deformed nuclei

The binding energies of deformed even-even nuclei have been analyzed within the framework of a recently proposed microscopic-macroscopic model. We have used the semiclassical Wigner-Kirkwood ̄h expansion up to fourth order, instead of the usual Strutinsky averaging scheme, to compute the shell corrections in a deformed Woods-Saxon potential including the spin-orbit contribution. For a large set of 561 even-even nuclei with Z 8 and N 8, we find an rms deviation from the experiment of 610 keV in binding energies, comparable to the one found for the same set of nuclei using the finite range droplet model of Moller and Nix (656 keV). As applications of our model, we explore its predictive power near the proton and neutron drip lines as well as in the superheavy mass region. Next, we systematically explore the fourth-order Wigner-Kirkwood corrections to the smooth part of the energy. It is found that the ratio of the fourth-order to the second-order corrections behaves in a very regular manner as a function of the asymmetry parameter I=(N−Z)/A. This allows us to absorb the fourth-order corrections into the second-order contributions to the binding energy, which enables us us to simplify and speed up the calculation of deformed nuclei.

L'exploitation des peintures en spray en criminalistique: mise en place d'une procédure de gestion et de comparaison des spectres infrarouges à l'aide des statistiques multivariées

La spectroscopie infrarouge (FTIR) est une technique de choix dans l'analyse des peintures en spray (traces ou bonbonnes de référence), grâce à son fort pouvoir discriminant, sa sensibilité, et ses nombreuses possibilités d'échantillonnage. La comparaison des spectres obtenus est aujourd'hui principalement faite visuellement, mais cette procédure présente des limitations telles que la subjectivité de la prise de décision car celle-ci dépend de l'expérience et de la formation suivie par l'expert. De ce fait, de faibles différences d'intensités relatives entre deux pics peuvent être perçues différemment par des experts, même au sein d'un même laboratoire. Lorsqu'il s'agit de justifier ces différences, certains les expliqueront par la méthode analytique utilisée, alors que d'autres estimeront plutôt qu'il s'agit d'une variabilité intrinsèque à la peinture et/ou à son vécu (par exemple homogénéité, sprayage, ou dégradation). Ce travail propose d'étudier statistiquement les différentes sources de variabilité observables dans les spectres infrarouges, de les identifier, de les comprendre et tenter de les minimiser. Le deuxième objectif principal est de proposer une procédure de comparaison des spectres qui soit davantage transparente et permette d'obtenir des réponses reproductibles indépendamment des experts interrogés. La première partie du travail traite de l'optimisation de la mesure infrarouge et des principaux paramètres analytiques. Les conditions nécessaires afin d'obtenir des spectres reproductibles et minimisant la variation au sein d'un même échantillon (intra-variabilité) sont présentées. Par la suite une procédure de correction des spectres est proposée au moyen de prétraitements et de sélections de variables, afin de minimiser les erreurs systématiques et aléatoires restantes, et de maximiser l'information chimique pertinente. La seconde partie présente une étude de marché effectuée sur 74 bonbonnes de peintures en spray représentatives du marché suisse. Les capacités de discrimination de la méthode FTIR au niveau de la marque et du modèle sont évaluées au moyen d'une procédure visuelle, et comparées à diverses procédures statistiques. Les limites inférieures de discrimination sont testées sur des peintures de marques et modèles identiques mais provenant de différents lots de production. Les résultats ont montré que la composition en pigments était particulièrement discriminante, à cause des étapes de corrections et d'ajustement de la couleur subies lors de la production. Les particularités associées aux peintures en spray présentes sous forme de traces (graffitis, gouttelettes) ont également été testées. Trois éléments sont mis en évidence et leur influence sur le spectre infrarouge résultant testée : 1) le temps minimum de secouage nécessaire afin d'obtenir une homogénéité suffisante de la peinture et, en conséquence, de la surface peinte, 2) la dégradation initiée par le rayonnement ultra- violet en extérieur, et 3) la contamination provenant du support lors du prélèvement. Finalement une étude de population a été réalisée sur 35 graffitis de la région lausannoise et les résultats comparés à l'étude de marché des bonbonnes en spray. La dernière partie de ce travail s'est concentrée sur l'étape de prise de décision lors de la comparaison de spectres deux-à-deux, en essayant premièrement de comprendre la pratique actuelle au sein des laboratoires au moyen d'un questionnaire, puis de proposer une méthode statistique de comparaison permettant d'améliorer l'objectivité et la transparence lors de la prise de décision. Une méthode de comparaison basée sur la corrélation entre les spectres est proposée, et ensuite combinée à une évaluation Bayesienne de l'élément de preuve au niveau de la source et au niveau de l'activité. Finalement des exemples pratiques sont présentés et la méthodologie est discutée afin de définir le rôle précis de l'expert et des statistiques dans la procédure globale d'analyse des peintures. -- Infrared spectroscopy (FTIR) is a technique of choice for analyzing spray paint speciments (i.e. traces) and reference samples (i.e. cans seized from suspects) due to its high discriminating power, sensitivity and sampling possibilities. The comparison of the spectra is currently carried out visually, but this procedure has limitations such as the subjectivity in the decision due to its dependency on the experience and training of the expert. This implies that small differences in the relative intensity of two peaks can be perceived differently by experts, even between analysts working in the same laboratory. When it comes to justifying these differences, some will explain them by the analytical technique, while others will estimate that the observed differences are mostly due to an intrinsic variability from the paint sample and/or its acquired characteristics (for example homogeneity, spraying, or degradation). This work proposes to statistically study the different sources of variability observed in infrared spectra, to identify them, understand them and try to minimize them. The second goal is to propose a procedure for spectra comparison that is more transparent, and allows obtaining reproducible answers being independent from the expert. The first part of the manuscript focuses on the optimization of infrared measurement and on the main analytical parameters. The necessary conditions to obtain reproducible spectra with a minimized variation within a sample (intra-variability) are presented. Following that a procedure of spectral correction is then proposed using pretreatments and variable selection methods, in order to minimize systematic and random errors, and increase simultaneously relevant chemical information. The second part presents a market study of 74 spray paints representative of the Swiss market. The discrimination capabilities of FTIR at the brand and model level are evaluated by means of visual and statistical procedures. The inferior limits of discrimination are tested on paints coming from the same brand and model, but from different production batches. The results showed that the pigment composition was particularly discriminatory, because of the corrections and adjustments made to the paint color during its manufacturing process. The features associated with spray paint traces (graffitis, droplets) were also tested. Three elements were identified and their influence on the resulting infrared spectra were tested: 1) the minimum shaking time necessary to obtain a sufficient homogeneity of the paint and subsequently of the painted surface, 2) the degradation initiated by ultraviolet radiation in an exterior environment, and 3) the contamination from the support when paint is recovered. Finally a population study was performed on 35 graffitis coming from the city of Lausanne and surroundings areas, and the results were compared to the previous market study of spray cans. The last part concentrated on the decision process during the pairwise comparison of spectra. First, an understanding of the actual practice among laboratories was initiated by submitting a questionnaire. Then, a proposition for a statistical method of comparison was advanced to improve the objectivity and transparency during the decision process. A method of comparison based on the correlation between spectra is proposed, followed by the integration into a Bayesian framework at both source and activity levels. Finally, some case examples are presented and the recommended methodology is discussed in order to define the role of the expert as well as the contribution of the tested statistical approach within a global analytical sequence for paint examinations.

Requirements Traceability

Vaatimusmäärittely on tärkeä osa ohjelmistotuotantoa. Vaatimusten jäljitettävyys on osa vaatimustenhallinta prosessia. Jäljitettävyystieto helpottaa vaatimusten hallintaa läpi koko tuotekehitys projektin. Hyvin usein vaatimusten jäljitettävyyttä ei kuitenkaan ole toteutettu ohjelmistokehitysprojekteissa. Työn tavoitteena oli selvittää vaatimusten jäljitettävyyden tärkeyttä ohjelmistotuotannossa sekä kuinka jäljitettävyys voitaisiin toteuttaa ohjelmistokehitysprojekteissa. Vaatimusten jäljitettävyyttä sekä eri tekniikoita sen toteuttamiseksi on tutkittu kirjallisuuden avulla. Yrityksen vaatimusten jäljitettävyyden nykytilaa on selvitetty tutkimalla olemassa olevaa prosessimallia sekä todellisia tuotekehitysprojekteja. Tuloksena esitettiin perusteluja, miksi jäljitettävyystieto pitäisi sisällyttää ohjelmistokehitysprojekteihin sekä menetelmiä, kuinka jäljitettävyystieto voidaan toteuttaa projekteissa kustannustehokkaasti. Työssä on esitetty strategiavaihtoehto ja menetelmät jäljitettävyyden toteuttamiseksi. Pienillä korjauksilla jäljitettävyys pystytään toteuttamaan kevyellä tasolla. Suurin parannusehdotus prosessimalliin on jäljitettävyysmatriisien luominen. Matriisien avulla pystytään projekteissa toteuttamaan jäljitettävyys sekä eteen- että taaksepäin. Vaatimustenhallintatyökalu helpottaisi jäljitettävyystiedon ylläpitoa.

Metsäkoneen nostopuomin valmistuksen tehostaminen

Diplomityö käsittelee nostopuomin hitsauksen ja koneistuksen kehittämistä alihankinta-konepajassa. Työn tavoitteena on nostopuomin valmistuksen tehostaminen. Työssä kes-kitytään hitsauksen osalta tuotantolayoutin kehittämiseen, kaariaikasuhteen parantami-seen sekä hitsausmuodonmuutosten ehkäisyyn ja ennakointiin. Koneistuksessa keskity-tään tuotantolayoutin kehittämiseen sekä kappaleen kiinnittämiseen ja työkaluvalintoi-hin. Työn teoriaosa käsittelee hitsauksen ja koneistuksen seikkoja, jotka vaikuttavat valmis-tuksen tehokkuuteen. Lisäksi teoriaosassa perehdytään tuotantomuotoihin, tuotantojär-jestelmiin ja tuotannonohjaukseen. Käytännön osuudessa käsitellään niitä valmistuksen tehostamiskeinoja, jotka soveltuvat metsäkoneen nostopuomien sarjatuotantoon Jormet Oy:ssä. Työssä esitellään valmistuksen työvaiheet sekä selvitetään tuotannon ongelmakohdat ja pullonkaulat. Ongelmana tuotannossa on suuri jalostamattoman työn osuus, joka koos-tuu siirroista, nostoista, muodonmuutosten oikomisesta sekä koneistuksessa puomin kiinnittämisestä ja irrottamisesta. Layout muutokset, hitsauskiinnittimien ja pyörityslaitteiden kehittäminen sekä töiden ohjeistus nostavat kaariaikasuhdetta ja lyhentävät hitsausaikaa. Koneistuksessa layoutin ja kiinnittimen kehittäminen vähentävät jalostamattoman työn osuutta parantaen samalla koneistuksen tehokkuutta. Lastuamistehokkuus paranee oikeiden työkalu- ja parametri-valintojen avulla.

Tietovarastokantaa käyttävän inventaariraportin kehittäminen osaksi integroitua tietojärjestelmää, case-tutkimus

Työn tavoitteena oli kehittää uuteen integroituun tietojärjestelmään luotettava raportti, joka korvaa olemassaolevan inventaariraportin sekä taulukkolaskentaohjelmassa manuaalisesti tehtävän varaston arvostuksen. Tutkimuksen taustalla on Stora Enson Imatran tehtaille perustettu inventaariraportin kehittämisprojekti. Tutkimus on vahvasti empiriaan pohjautuva tapaustutkimus ja se seuraa toiminta-analyyttista tutkimusotetta. Työssä keskityttiin tarkastelemaan integroituja tietojärjestelmiä ja tietovarastoja sekä tähän ympäristöön luotavaa raportin kehittämisprosessia. Työssä huomioitiin käyttäjänäkökulma ja analysoitiin erityisesti raportin luotettavuutta varmistava testausvaihe. Kehittämistyön tuloksena Fenixin inventaariraportoinnin alle muodostui kolme erillistä raporttia: inventaariraportti valinnan mukaan, joka voidaan ajaa määrittäin tai arvoittain, inventaarin hinnoitteluraportti sekä inventaarikorjausraportti. Naista inventaarimääräraportti tulee korvaamaan vanhan inventaariraportin ja yhdessä näiden raporttien avulla saavutetaan työlle asetetut tavoitteet.

Microscopic-macroscopic approach for binding energies with the Wigner-Kirkwood method

The semiclassical Wigner-Kirkwood ̄h expansion method is used to calculate shell corrections for spherical and deformed nuclei. The expansion is carried out up to fourth order in ̄h. A systematic study of Wigner-Kirkwood averaged energies is presented as a function of the deformation degrees of freedom. The shell corrections, along with the pairing energies obtained by using the Lipkin-Nogami scheme, are used in the microscopic-macroscopic approach to calculate binding energies. The macroscopic part is obtained from a liquid drop formula with six adjustable parameters. Considering a set of 367 spherical nuclei, the liquid drop parameters are adjusted to reproduce the experimental binding energies, which yields a root mean square (rms) deviation of 630 keV. It is shown that the proposed approach is indeed promising for the prediction of nuclear masses.

Exit times in non-Markovian drifting continuous-time random-walk processes

By appealing to renewal theory we determine the equations that the mean exit time of a continuous-time random walk with drift satisfies both when the present coincides with a jump instant or when it does not. Particular attention is paid to the corrections ensuing from the non-Markovian nature of the process. We show that when drift and jumps have the same sign the relevant integral equations can be solved in closed form. The case when holding times have the classical Erlang distribution is considered in detail.

Correcting surface coil excitation inhomogeneities in single-shot SPEN MRI.

Given their high sensitivity and ability to limit the field of view (FOV), surface coils are often used in magnetic resonance spectroscopy (MRS) and imaging (MRI). A major downside of surface coils is their inherent radiofrequency (RF) B1 heterogeneity across the FOV, decreasing with increasing distance from the coil and giving rise to image distortions due to non-uniform spatial responses. A robust way to compensate for B1 inhomogeneities is to employ adiabatic inversion pulses, yet these are not well adapted to all imaging sequences - including to single-shot approaches like echo planar imaging (EPI). Hybrid spatiotemporal encoding (SPEN) sequences relying on frequency-swept pulses provide another ultrafast MRI alternative, that could help solve this problem thanks to their built-in heterogeneous spatial manipulations. This study explores how this intrinsic SPEN-based spatial discrimination, could be used to compensate for the B1 inhomogeneities inherent to surface coils. Experiments carried out in both phantoms and in vivo rat brains demonstrate that, by suitably modulating the amplitude of a SPEN chirp pulse that progressively excites the spins in a direction normal to the coil, it is possible to compensate for the RF transmit inhomogeneities and thus improve sensitivity and image fidelity.