Reduced space optimal interpolation of daily rain gauge precipitation in Switzerland

The coarse spacing of automatic rain gauges complicates near-real- time spatial analyses of precipitation. We test the possibility of improving such analyses by considering, in addition to the in situ measurements, the spatial covariance structure inferred from past observations with a denser network. To this end, a statistical reconstruction technique, reduced space optimal interpolation (RSOI), is applied over Switzerland, a region of complex topography. RSOI consists of two main parts. First, principal component analysis (PCA) is applied to obtain a reduced space representation of gridded high- resolution precipitation fields available for a multiyear calibration period in the past. Second, sparse real-time rain gauge observations are used to estimate the principal component scores and to reconstruct the precipitation field. In this way, climatological information at higher resolution than the near-real-time measurements is incorporated into the spatial analysis. PCA is found to efficiently reduce the dimensionality of the calibration fields, and RSOI is successful despite the difficulties associated with the statistical distribution of daily precipitation (skewness, dry days). Examples and a systematic evaluation show substantial added value over a simple interpolation technique that uses near-real-time observations only. The benefit is particularly strong for larger- scale precipitation and prominent topographic effects. Small-scale precipitation features are reconstructed at a skill comparable to that of the simple technique. Stratifying the reconstruction method by the types of weather type classifications yields little added skill. Apart from application in near real time, RSOI may also be valuable for enhancing instrumental precipitation analyses for the historic past when direct observations were sparse.

Interpolation of Hilbert and Sobolev spaces: quantitative estimates and counterexamples

This paper provides an overview of interpolation of Banach and Hilbert spaces, with a focus on establishing when equivalence of norms is in fact equality of norms in the key results of the theory. (In brief, our conclusion for the Hilbert space case is that, with the right normalisations, all the key results hold with equality of norms.) In the final section we apply the Hilbert space results to the Sobolev spaces Hs(Ω) and tildeHs(Ω), for s in R and an open Ω in R^n. We exhibit examples in one and two dimensions of sets Ω for which these scales of Sobolev spaces are not interpolation scales. In the cases when they are interpolation scales (in particular, if Ω is Lipschitz) we exhibit examples that show that, in general, the interpolation norm does not coincide with the intrinsic Sobolev norm and, in fact, the ratio of these two norms can be arbitrarily large.

Simple piecewise geodesic interpolation of simple and Jordan curves with applications

We explicitly construct simple, piecewise minimizing geodesic, arbitrarily fine interpolation of simple and Jordan curves on a Riemannian manifold. In particular, a finite sequence of partition points can be specified in advance to be included in our construction. Then we present two applications of our main results: the generalized Green’s theorem and the uniqueness of signature for planar Jordan curves with finite p -variation for 1⩽p<2.

Transfer function-noise modeling and spatial interpolation to evaluate the risk of extreme (shallow) water-table levels in the Brazilian Cerrados

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Soil CO2 emission estimated by different interpolation techniques

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Elaboração de atividades didáticas para o ensino de matemática a partir de livros antigos: o exemplo do leçons élémentaires de Lagrange

De nombreuses études sur l`utilisation pédagogique de l`histoire des mathématiques viennent a identifier les arguments qui sous-tiennent ces actions éducatives comme une façon d`aborder les mathématiques scolaires afin de mener les élèves à un apprentissage réflexif et significatif des mathématiques. Cherchant a vérifier, de manière pratique, comment ces relations entre histoire des mathématiques et l`enseignement des mathématiques peuvent se matérialiser sous la forme d`activités didactiques, nous avons effectué un sondage sur les oeuvres du mathématicien Joseph Louis Lagrange (1736-1813) et identifié le potentiel d`exploration éducatif, de l`oeuvre Leçons élémentaires sur les mathématiques données a l`École Normale en 1795, de cet mathématicien. L`objectif principal de notre étude était de faire des recherches sur le potentiel d`une oeuvre antique dédié à l`enseignement des mathématiques et de la considérer comme support conceptuel et didactique pour la création d`un modèle d`activités didactiques pour l`enseignement des mathématiques, dans la formation des enseignants de mathématiques et aussi en ce qui concerne l`apprentissage des mathématiques des élèves de l`école primaire. Nous avons fait une lecture, la traduction et l`ajout de notes et commentaires sur le travail et une recherche bibliographique sur la relation entre l`histoire des mathématiques et l`enseignement des mathématiques, de façon a comprendre les aspects conceptuels et didactiques pour l`élaboration d`um module activités didactiques pour l`enseignement des mathématiques basée sur certains chapitres du livre de Lagrange. À cette fin, l`oeuvre a été utilisé comme source primaire et a été étudié sous un fondement théorique appuyer sur les travaux des Institut de recherche sur l`enseignement des mathématiques IREM. Dans le module élaboré, les activités apportent les contenus dans une suite integrée à une logique de classe, à partir de la lecture directe des découpages du texte original, disposés entre les questions et les situations-problémes , historiquement mis en contexte avec la période et associés à des contenus spécifiques. Comme il s`agit d`une recherche basée sur l`exploitation de livres anciens, nous croyons que des modules d`activités basées sur des source primaires peuvent être utilisées comme un matériel pédagogique pour la formation des enseignants de mathématiques ainsi que pour les dernières années de l`école élémentaire, reformulées ou accrues d`autres questions telles l`intérêt de chaque enseignant qui l`utilise

Image registration and image interpolation in volume rendering of cross sections

We outline a method for registration of images of cross sections using the concepts of The Generalized Hough Transform (GHT). The approach may be useful in situations where automation should be a concern. To overcome known problems of noise of traditional GHT we have implemented a slight modified version of the basic algorithm. The modification consists of eliminating points of no interest in the process before the application of the accumulation step of the algorithm. This procedure minimizes the amount of accumulation points while reducing the probability of appearing of spurious peaks. Also, we apply image warping techniques to interpolate images among cross sections. This is needed where the distance of samples between sections is too large. Then it is suggested that the step of registration with GHT can help the interpolation automation by simplifying the correspondence between points of images. Some results are shown.