Robust Nonlinear Mapping of Soil Contamination Using Support Regression

Spatial data analysis mapping and visualization is of great importance in various fields: environment, pollution, natural hazards and risks, epidemiology, spatial econometrics, etc. A basic task of spatial mapping is to make predictions based on some empirical data (measurements). A number of state-of-the-art methods can be used for the task: deterministic interpolations, methods of geostatistics: the family of kriging estimators (Deutsch and Journel, 1997), machine learning algorithms such as artificial neural networks (ANN) of different architectures, hybrid ANN-geostatistics models (Kanevski and Maignan, 2004; Kanevski et al., 1996), etc. All the methods mentioned above can be used for solving the problem of spatial data mapping. Environmental empirical data are always contaminated/corrupted by noise, and often with noise of unknown nature. That's one of the reasons why deterministic models can be inconsistent, since they treat the measurements as values of some unknown function that should be interpolated. Kriging estimators treat the measurements as the realization of some spatial randomn process. To obtain the estimation with kriging one has to model the spatial structure of the data: spatial correlation function or (semi-)variogram. This task can be complicated if there is not sufficient number of measurements and variogram is sensitive to outliers and extremes. ANN is a powerful tool, but it also suffers from the number of reasons. of a special type ? multiplayer perceptrons ? are often used as a detrending tool in hybrid (ANN+geostatistics) models (Kanevski and Maignank, 2004). Therefore, development and adaptation of the method that would be nonlinear and robust to noise in measurements, would deal with the small empirical datasets and which has solid mathematical background is of great importance. The present paper deals with such model, based on Statistical Learning Theory (SLT) - Support Vector Regression. SLT is a general mathematical framework devoted to the problem of estimation of the dependencies from empirical data (Hastie et al, 2004; Vapnik, 1998). SLT models for classification - Support Vector Machines - have shown good results on different machine learning tasks. The results of SVM classification of spatial data are also promising (Kanevski et al, 2002). The properties of SVM for regression - Support Vector Regression (SVR) are less studied. First results of the application of SVR for spatial mapping of physical quantities were obtained by the authorsin for mapping of medium porosity (Kanevski et al, 1999), and for mapping of radioactively contaminated territories (Kanevski and Canu, 2000). The present paper is devoted to further understanding of the properties of SVR model for spatial data analysis and mapping. Detailed description of the SVR theory can be found in (Cristianini and Shawe-Taylor, 2000; Smola, 1996) and basic equations for the nonlinear modeling are given in section 2. Section 3 discusses the application of SVR for spatial data mapping on the real case study - soil pollution by Cs137 radionuclide. Section 4 discusses the properties of the modelapplied to noised data or data with outliers.

Des livres modernes qu'il convient d'acquérir : l'art et l'engouement, la bibliofolie contemporaine, les procédés de décoration / par Henri Bouchot,...

Collection : Bibliothèque des connaissances utiles aux amis des livres

Minerais, métaux, isotopes : recherches archéométriques sur les mines de plomb et d'argent en Valais, Suisse

RESUME Les nombreuses mines de plomb et d'argent du Valais témoignent d'une activité minière importante par le passé, sans toutefois dévoiler ni l'importance des minéralisations, ni l'ancienneté de l'exploitation. La présente recherche a pour but de comprendre pourquoi les grandes mines sont concentrées dans une région, et de déterminer la chronologie de leur exploitation. L'originalité de ce travail réside dans son interdisciplinarité, plus précisément dans l'application des méthodes minéralogiques pour résoudre une problématique historique. Afin d'évaluer les ressources minières en plomb et en argent du Valais, 57 mines et indices ont été repérés et échantillonnés. Les signatures isotopiques du Pb (74 analyses) et les compositions chimiques élémentaires (45 analyses) ont été déterminées. Les plus grandes exploitations se situent dans la nappe de Siviez-Mischabel, au Sud d'une ligne Vallée du Rhône / Val de Bagnes ainsi que dans le Lötschental. Elles sont liées, d'après leur signature isotopique de plomb, à des minéralisations d'âge calédonien (408 à 387 Ma) ou tardi-hercynien (333 à 286 Ma). À ces périodes, l'ancien continent est très lourd et subit une subsidence thermique. Des premières fractures d'extrême importance se forment. Comme il s'agit d'accidents tectoniques majeurs, des gisements de grande extension peuvent se former dans ce contexte. D'autres minéralisations se situent dans les domaines helvétiques (Massif des Aiguilles Rouges, Massif du Mont Blanc et couverture sédimentaire), couvrant une région au Nord de la Vallée du Rhône et du Val d'Entremont. D'âge post-hercynien à tardi-alpin (notons qu'il n'y a pas de minéralisations d'âge tertiaire), elles sont pour la plupart liées à des intrusions granitiques, sources de plomb juvénile. Les mines situées dans ces unités tectoniques sont nettement moins étendues que celles de la nappe de Siviez-Mischabel, ce qui permet de penser que les minéralisations correspondantes le sont également. Les périodes d'exploitation des mines peuvent être déterminées par quatre approches différentes l'archéologie minière, la lecture des textes historiques, l'étude des déchets métallurgiques et la comparaison de la signature isotopique du plomb, que l'on mesure dans un objet archéologique bien daté (monnaie, bijoux etc.), avec celles des minerais. Cette dernière méthode a été appliquée et développée dans le cadre de la présente recherche. Pour ce faire, 221 échantillons d'objet en plomb ou en argent datés entre l'Âge du Fer et le Moyen Age ont été analysés par la méthode des isotopes de plomb et comparés à environ 1800 signatures isotopiques de minerais des gisements les plus importants en Suisse et en Europe. Avant l'époque romaine et jusqu'au 1 er siècle de cette époque, le plomb provient principalement des mines de la péninsule ibérique alors en pleine activité. Un apport des mines d'Europe tempérée, notamment des Vosges, reste à confirmer. A partir du 1" siècle de notre ère, le plomb a principalement été importé en Suisse occidentale de grands centres de productions situées en Allemagne du Nord (région d'Eifel). Les mines de plomb valaisannes, notamment celles de Siviez, débutent leur exploitation en même temps, principalement pour couvrir les besoins locaux, mais également pour l'exportation jusque dans l'arc lémanique et, dans une moindre importance, au-delà. À partir du 4ème siècle, le besoin en plomb a été couvert par un apport des mines locales et par la refonte d'objets anciens. Ce changement d'approvisionnement est probablement lié aux tensions créées par les invasions germaniques durant la seconde moitié du 3' siècle ; le marché suisse n'est dès lors plus approvisionné par le nord, c'est-à-dire par la vallée du Rhin. Quant à l'argent, l'exploitation de ce métal est attestée à partir de la fin du La Tène, peu après l'apparition de ce métal dans la région valaisanne. L'échantillonnage ne couvrant pas l'époque romaine, rien n'est connu pour cette période. A partir du 5" siècle, une exploitation d'argent est de nouveau attestée. Cependant, l'exploitation d'argent des mines locales ne gagne en importance qu'à partir du Moyen Âge avec les frappes monétaires, notamment les frappes carolingiennes et épiscopales valaisannes. Les sources d'argent sont différentes selon leur utilisation : à part quelques exceptions notamment vers la fin du La Tène et au tardo-antique, les bijoux et objets de cultes ont été souvent créés à partir d'argent refondu, contrairement aux monnaies pour lesquelles l'argent provient des mines locales. On note un approvisionnement différent de ce métal pour les objets, notamment les monnaies, selon leur lieu de fabrication : on peut clairement distinguer les objets valaisans de ceux du Plateau Suisse. SUMMARY The many lead and silver mines of the Valais testify of an important mining activity in the past, without however revealing neither the importance of the mineralizations, nor the era of the exploitation. The purpose of this research is to understand why the large mines are concentrated in one region, and to determine the history of their exploitation. The uniqueness of this work lies in its interdisciplinarity, more precisely in the application of mineralogical methods to solve historical problems. In order to evaluate the lead and silver mining resources of the Valais region, 57 mines and ore deposits were located and sampled. The isotope signatures of Pb (74 analyses) and the compositions of the chemical elements (45 analyses) were determined. The largest activities are in the Siviez-Mischabel area, located in the South of the boundary formed by the Rhone, Bagnes and Lotschental valleys. According to their lead isotope signatures, they are linked to mineralizations of the Caledonian (408 to 387 my) or tardi-Hercynian (333 to 286 my) orogenies. In those times, the old continent was very heavy and underwent a thermal subsidence. First fractures of great significance were formed. Through these major tectonic events, large extended ore deposits can be formed. Other mineralizations are found in the helvetic regions situated north of the Rhone and the Entremont valley (the Aiguilles Rouges basement, Mount Blanc basement and the covering sediment). Because they are from post-hercynien to tardi-alpine age (there are no mineralizations of tertiary age), they are mainly linked to granite intrusions, the sources of juvenile lead. The mines found in these tectonic units are significantly less extensive than those of the Siviez-Mischabel area, leading to the assumption that the respective mineralizations extend accordingly. The history of exploitation of the mines can be determined by four different sources: mining archaeology, historical texts, metallurgical waste, and the comparison of the isotope signature of the lead from accurately dated archaeological objects (currency, jewels etc), with those of the ores. This last approach was applied and developed within the framework of this research. The lead isotope signatures of 221 lead or silver objects from the Iron Age to the Middle Age were compared with approximately 1800 samples of ore of the most important ore deposits in Switzerland and Europe. Before the Roman time up to the 1st century, lead comes mainly from the mines of the Iberian Peninsula then in full activity. A contribution of the mines of Central Europe, in particular of the Vosges, remains to be confirmed. From the 1st century on, lead was mainly imported into Western Switzerland from Northern Germany (Eiffel region). The lead mines in the Valais region, in particular those of Siviez, begin their exploitation at the same time, mainly to meet the local needs, but also for export to the lemanic basin and of lesser importance, beyond. As from the 4th century, the need of lead was met by the production from local mines and the recycling of old objects. This change of supply is probably related to the tensions created by the Germanic invasions during second half of the 3rd century; as a consequence, the Swiss market is not supplied any more by the north, i.e. the Rhine valley. Silver production is confirmed starting from the end of La Tene, shortly after the appearance of this metal in the Valais region. Since no objects of Roman origin were analyzed, nothing is known for this period. From the 5th century on, silver production is again confirmed. However, significant silver production from local mines starts only in the Middle Age with the coinage, in particular Carolingian and Episcopal minting from the Valais region. The sources of silver differ according to their use: besides some exceptions in particular towards the end of La Tene and the tardi-Roman, the jewels and objects of worships were often created from recycled silver, contrary to the coins the silver for which comes from the local mines. A different source of silver is observed according to the location of coin manufacture: Objects originating from the Valais region are clearly distinguished from those from the Plateau Suisse. ZUSAMMENFASSUNG Die grosse Zahl von Blei- und Silberminen im Wallis ist Zeugnis einer bedeutenden Bergbautätigkeit, es fehlen aber Hinweise über ihren Umfang und den Zeitraum ihrer Ausbeutung. Die vorliegende Arbeit sucht zu ergründen, warum grosse Minen sich in einer eng begrenzten Region häufen und in welchem Zeitraum sie genutzt wurden. Die Besonderheit der Studie liegt in ihrer Interdisziplinarität, genauer in der Anwendung von mineralogischen Methoden zur Beantwortung historischer Fragestellungen. Zur Beurteilung der Lagerstätten wurden von 57 Minen und Aufschlüssen Proben entnommen oder Nachweise erbracht und mittels 74 Isotopen-Analysen von Blei und 45 chemischen Gesamtanalysen ausgewertet. Die wichtigsten Vorkommen liegen in der Siviez- Mischabel- Decke südlich der Linie Rhonetal- Val de Bagnes, sowie im Lötschental. Die Bleiisotopen- Alter weisen ihre Entstehung der kaledonischen (408 - 387 Mio. J.) oder der spät- herzynischen (333 - 286 Mio. J.) Gebirgsbildungsphase zu. In dieser Periode ist die kompakte Landmasse sehr schwer und erfairt eine thermische Absenkung. Es bilden sich tektonische Brüche von kontinentaler Ausdehnung. Die grossen tektonischen Bewegungen ermöglichen die Bildung von ausgedehnten Lagerstätten. Andere Vorkommen finden sich im Bereich der Helvetischen Alpen (Aiguilles Rouges Massiv, Mont-Blanc-Massiv und Sediment-Decken) im Gebiet nördlich des Rhonetales bis zum Val d'Entremont. Altersmässig sind sie der nach-hercynischen bis zur spät-alpidischen Orogenese zuzuweisen (auffällig ist das Fehlen von Vorkommen im Tertiär) und haben sich meist in der Folge von Granit- Intrusion, dem Ursprung von primärem Blei ausgebildet. Die Bergwerke in diesem Bereich sind deutlich weniger ausgedehnt als jene in der Siviez-Mischabel-Decke und entsprechen wahrscheinlich dem geringen Umfang der zugehörigen Vorkommen. Die Nutzungsperioden der Minen können mit vier verschiedenen Methoden bestimmt werden: Minenarchäologie, Historische Quellen, Auswertung von metallischen Abfällen (Schlacken) und Vergleich der Bleiisotopen-Zusammensetzung von Erzen mit jener von zeitlich gut datierbaren archäologischen Gegenständen (Münzen, Schmuckstücke). Die letztere Methode wurde im Rahmen der vorliegenden Forschungsarbeit entwickelt und angewendet. Zu diesem Zweck wurden an 221 Proben von Blei- oder Silberobjekten, die in die Periode zwischen Eisenzeit und Mittelalter eingestuft werden können, Bleiisotopen- Analysen durchgeführt und mit ca. 1800 Proben aus den wichtigsten Lagerstätten der Schweiz und Europas verglichen. Vor der Römerzeit und bis ins 1. Jahrh. stammt das Blei vornehmlich aus den in jener Zeit in voller Ausbeutung begriffenen Minen der Iberischen Halbinsel. Der Beitrag von Mitteleuropa, besonders der Vogesen, muss noch bestätigt werden. Ab dem 1. Jahrh. nach Chr. wurde die Westschweiz hauptschlich mit Blei aus den grossen Produktionszentren Norddeutschlands, vorwiegend der Eifel, versorgt. In dieser Periode setzt die Ausbeutung der Bleiminen des Wallis, besonders von Siviez, ein. Sie dienen der Deckung des örtlichen Bedarfs aber auch der Ausfuhr in das Gebiet des Genfersees und in einem bescheidenen Rahmen sogar darüber hinaus. Ab dem 4. Jahrhundert wurden vermehrt alte Objekte eingeschmolzen. Dieser Wechsel der Versorgungsquellen war vermutlich eine Folge der Wölkerwanderung in der zweiten Hälfte des 3. Jahrhunderts. Ab diesem Zeitpunkt war Helvetien der Zugang zu den Versorgungsquellen des Nordens, besonders des Rheinlandes, verwehrt. Der Abbau von Silber ist ab dem Ende des La Tène nachgewiesen, nur wenig nach dem Auftreten dieses Metalls im Wallis. Über die Römerzeit können wegen dem Fehlen entsprechender Proben keine Aussagen gemacht werden. Eine erneute Abbauperiode ist ab dem 5. Jahrhundert nachgewiesen. Die Produktion der örtlichen Minen erreicht aber erst im Mittelalter eine gewisse Bedeutung mit der Prägung von Mnzen durch die Karolinger und die Walliser Bischöfe. Die Herkunft des Silbers ist abhängig von dessen Verwendung. Mit wenigen Ausnahmen in der Zeit des La Tène und der späteren Römerzeit wurde für Kunst- und Kult- Gegenstände rezykliertes Silber verwendet, für Münzprägungen neues Silber aus den örtlichen Minen. Von Einfluss auf die Herkunft war auch der Produktionsstandort: Die Objekte aus dem Wallis unterscheiden sich deutlich von jenen des Mittellandes.

Goya's artwork imaging with Terahertz waves

In this paper we use a Terahertz (THz) time-domain system to image and analyze the structure of an artwork attributed to the Spanish artist Goya painted in 1771. The THz images show features that cannot be seen with optical inspection and complement data obtained with X-ray imaging that provide evidence of its authenticity, which is validated by other independent studies. For instance, a feature with a strong resemblance with one of Goya"s known signatures is seen in the THz images. In particular, this paper demonstrates the potential of THz imaging as a complementary technique along with X-ray for the verification and authentication of artwork pieces through the detection of features that remain hidden to optical inspection.

El deterioro del soporte de contrachapado: propuesta de restauración de 9 obras de Francesc Artigau

Francesc Artigau (Barcelona 1940) pintó en los años setenta una serie de obras al temple sobre contrachapado. De éstas, dos trípticos y un díptico estaban destinados a decorar un hotel en Masquefa (Lérida), pero fueron rechazados por su atrevimiento y sus colores, y quedaron en propiedad del agente intermediario, junto con otra obra de menor formato. Las nueve obras sufrieron después un grave proceso de deterioro causado por una conservación en condiciones deplorables, al estar almacenadas en un local en el que se guardaba un grupo indeterminado de perros. Las obras, actualmente propiedad del Museo de l'Hospitalet (Barcelona), han permanecido fuera del circuito artístico hasta la actualidad. Se exponen los primeros resultados de la fase de estudio del soporte de las nueve obras y las propuestas de intervención en los soportes dañados

Cambios de color y pH causados por el PVAc en bienes culturales

Este artículo presenta los primeros resultados del estudio "Identificación de patologías causadas por el PVAc en bienes culturales" que se está realizando en la Sección de Conservación-Restauración de la Facultad de Bellas Artes, Universidad de Barcelona. El trabajo se basa en el estudio de obras originales que fueron tratadas con PVAc en los años 70-80 y pretende identificar los problemas que genera el PVAc en materiales de archivo, arqueológicos, pintura sobre tela, sobre madera y pintura mural. Tras el análisis de las obras originales, se han preparado muestras probeta que reproducen sus características, así como de adhesivos de PVAc comerciales y de uso específico en restauración. Éstas han sido analizadas antes y después de someterlas a dos fases consecutivas de envejecimiento acelerado. También se han analizado obras originales con PVAc aplicado hace aproximadamente 30 años. El artículo presenta los resultados de las mediciones de color y pH en las muestras probeta antes y después de la primera fase de envejecimiento acelerado y, también, en las muestras envejecidas de forma natural durante 10 años.

Les pintures murals negres del monestir de Pedralbes: problemes de conservació-restauració causats per l’envelliment de l’acetat de polivinil

Aquesta tesi s’inicia com un treball de recerca i posteriorment passa a formar part delprojecte de recerca BHA2002-02411 fi nançat pel Ministerio de Ciencia y Tecnología, dins elPlan Nacional de I+D+I (2000-2003).La idea principal, però, s’origina a partir d’un encàrrec professional del Museu-Monestir dePedralbes i del Museu d’Història de la Ciutat l’any 2000.Les pintures murals negres (Figura 1) són una de les obres menys vistoses, de les que tenenmenys protagonisme, d’entre les que integren la col·lecció del Museu-Monestir de Pedralbes.No semblen, a priori, l’obra més interessant des del punt de vista d’un encàrrec professionalper a un conservador-restaurador. Però el poc que es coneix de les pintures negres i la sevararesa (es desconeixen altres pintures similars que s’hagin pogut conservar), així com lespatologies derivades del seu arrencament i traspàs l’any 1974, aconsellaven aprofundir en el seu estudi, que, mica en mica, va acabar resultant absorbent.

El deterioro del soporte de contrachapado: propuesta de restauración de 9 obras de Francesc Artigau

Francesc Artigau (Barcelona 1940) pintó en los años setenta una serie de obras al temple sobre contrachapado. De éstas, dos trípticos y un díptico estaban destinados a decorar un hotel en Masquefa (Lérida), pero fueron rechazados por su atrevimiento y sus colores, y quedaron en propiedad del agente intermediario, junto con otra obra de menor formato. Las nueve obras sufrieron después un grave proceso de deterioro causado por una conservación en condiciones deplorables, al estar almacenadas en un local en el que se guardaba un grupo indeterminado de perros. Las obras, actualmente propiedad del Museo de l'Hospitalet (Barcelona), han permanecido fuera del circuito artístico hasta la actualidad. Se exponen los primeros resultados de la fase de estudio del soporte de las nueve obras y las propuestas de intervención en los soportes dañados

Cambios de color y pH causados por el PVAc en bienes culturales

Este artículo presenta los primeros resultados del estudio "Identificación de patologías causadas por el PVAc en bienes culturales" que se está realizando en la Sección de Conservación-Restauración de la Facultad de Bellas Artes, Universidad de Barcelona. El trabajo se basa en el estudio de obras originales que fueron tratadas con PVAc en los años 70-80 y pretende identificar los problemas que genera el PVAc en materiales de archivo, arqueológicos, pintura sobre tela, sobre madera y pintura mural. Tras el análisis de las obras originales, se han preparado muestras probeta que reproducen sus características, así como de adhesivos de PVAc comerciales y de uso específico en restauración. Éstas han sido analizadas antes y después de someterlas a dos fases consecutivas de envejecimiento acelerado. También se han analizado obras originales con PVAc aplicado hace aproximadamente 30 años. El artículo presenta los resultados de las mediciones de color y pH en las muestras probeta antes y después de la primera fase de envejecimiento acelerado y, también, en las muestras envejecidas de forma natural durante 10 años.

Les pintures murals negres del monestir de Pedralbes: problemes de conservació-restauració causats per l’envelliment de l’acetat de polivinil

Aquesta tesi s’inicia com un treball de recerca i posteriorment passa a formar part delprojecte de recerca BHA2002-02411 fi nançat pel Ministerio de Ciencia y Tecnología, dins elPlan Nacional de I+D+I (2000-2003).La idea principal, però, s’origina a partir d’un encàrrec professional del Museu-Monestir dePedralbes i del Museu d’Història de la Ciutat l’any 2000.Les pintures murals negres (Figura 1) són una de les obres menys vistoses, de les que tenenmenys protagonisme, d’entre les que integren la col·lecció del Museu-Monestir de Pedralbes.No semblen, a priori, l’obra més interessant des del punt de vista d’un encàrrec professionalper a un conservador-restaurador. Però el poc que es coneix de les pintures negres i la sevararesa (es desconeixen altres pintures similars que s’hagin pogut conservar), així com lespatologies derivades del seu arrencament i traspàs l’any 1974, aconsellaven aprofundir en el seu estudi, que, mica en mica, va acabar resultant absorbent.

Traité sur l'art de chasser avec le chien courant / par le Cte Boisrot de Lacour ; illustrations de Carle Vernet

Collection : Les maîtres de la vénerie ; VII