Simulação do comportamento espectral de redes de período longo em fibra óptica

Esta tese é dedicada às redes de período longo, LPG’s, em fibra óptica, escritas por exposição a radiação ultravioleta (UV) ou por exposição a descargas eléctricas, e às suas aplicações em comunicações ópticas e em sistemas sensores. Numa primeira fase estudaram-se os aspectos teóricos fundamentais para a compreensão das LPG, nomeadamente os dois modelos matemáticos propostos na literatura, para a transmissão espectral de uma LPG, o modelo de duas camadas e o modelo de três camadas. Em seguida, estudou-se o deslocamento do comprimento de onda ressonante perante mudanças de parâmetros externos. Aqui, verificou-se que para variações da temperatura no exterior da LPG, o deslocamento do comprimento de onda ressonante é linear. Por outro lado, para variações de índice de refracção exterior, verificou-se que à medida que o índice exterior se aproxima dos valores do índice de refracção da bainha, o comprimento de onda ressonante tende para valores mais baixos. Por último, realizou-se um estudo da transmissão espectral de duas aplicações que envolvem LPG’s, nomeadamente dois tipos de interferómetros e filtros ópticos. Numa segunda fase, foi desenvolvida uma ferramenta de simulação destes modelos, que permitia não só a obtenção dos espectros de transmissão das LPG’s mas também a obtenção das curvas de phase matching em função do período da rede e do comprimento de onda ressonante. A aplicação permitia também a obtenção das curvas do deslocamento do comprimento de onda ressonante, perante variações do índice de refracção exterior ou da temperatura. Para além disso, essa ferramenta realiza a simulação dos espectros de transmissão de filtros ópticos e de interferómetros de Michelson e de Mach-Zehnder construídos com base em LPG’s. A última fase do trabalho, a componente laboratorial, foi realizada na Unidade de Optoelectrónica e Sistemas Electrónicos do INESC Porto, onde foram construídos e testados os dispositivos estudados anteriormente, com o intuito de validar a aplicação desenvolvida. A ferramenta de simulação demonstrou ser capaz de simular de forma adequada os diversos aspectos do comportamento das LPG’s que foram estudados. A comparação dos resultados obtidos permitiu concluir que o modelo mais correcto para o estudo das LPG’s é o modelo de três camadas, o que está de acordo com o esperado.

Relação entre a resposta espectral da vegetação em diferentes cultivos e níveis freáticos em área de recarga do Sistema Aquífero Guarani

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

Matéria orgânica e características físicas, químicas, mineralógicas e espectrais de latossolos de diferentes ambientes

A matéria orgânica é de grande importância em solos tropicais e subtropicais, pois influencia em suas propriedades físicas, químicas, biológicas, mineralógicas e espectrais. O clima e a interação da matéria orgânica com a fração mineral apresentam um papel fundamental nas relações que envolvem o acúmulo, estabilização e qualidade da matéria orgânica no solo. Nesse sentido, no estudo 1, investigou-se a qualidade da matéria orgânica, a partir de sua caracterização por espectroscopia de ressonância magnética nuclear do 13C, ao longo de uma climossequência de Latossolos do Rio Grande do Sul. O teor de matéria orgânica foi influenciado pelas condições climáticas aumentando seu teor no solo conforme aumentou a relação PMA/PET (quociente da precipitação média anual e potencial de evapotranspiração). O grupo C-O-alquil apresentou a maior contribuição nos espectros de RMN do 13C, sendo que as maiores proporções ocorreram nos horizontes superficiais dos solos de ambientes mais frios e úmidos. Os índices de humificação testados foram eficientes para avaliar o grau de humificação na climossequência. No estudo 2, o principal objetivo foi analisar a influência dos teores e da qualidade da matéria orgânica e da mineralogia sobre o comportamento espectral de Latossolos de diferentes ambientes. Os resultados obtidos demonstram que a técnica de espectrorradiometria do solo pode auxiliar na identificação e mesmo na quantificação de atributos do solo como teor de matéria orgânica e óxidos de ferro. As correlações significativas entre reflectância e os teores de matéria orgânica e os índices de humificação obtidas pela espectroscopia de RMN do 13C mostraram ser promissoras e necessitam de estudos mais aprofundados para estabelecimento de índices que possam auxiliar no entendimento da qualidade da matéria orgânica do solo.

Estimativa da área impermeável dentro da bacia hidrográfica do Arroio Diluvio (porto Alegre/RS) através de técnicas de sensoriamento remoto e geoprocessamento

Neste trabalho foram realizadas classificações utilizando-se as bandas 1 a 5 e 7 dos sensores Landsat 5 TM (1987) e Landsat 7 ETM+ (2000). A caracterização espectral dos materiais foi realizada em laboratório utilizando um espectrorradiômetro, e através das bandas 1 a 5 e 7 dos sensores Landsat 5 TM (1987) e Landsat 7 ETM+ (2000). A transformação dos dados multiespectrais de imagens de sensoriamento remoto é uma maneira de reduzir o volume de dados através da identificação de classes de interesse numa imagem digital. No intuito de verificar condições de melhoramento na classificação de alvos urbanos em imagens digitais, identificados por procedimentos já conhecidos, como a classificação pela Máxima Verossimilhança, escolheu-se um classificador baseado na lógica fuzzy. O classificador utilizado foi o Fuzzy Set Membership classification - Fuzclass, que faz parte de um conjunto de classificadores não-rígidos disponíveis no programa Idrisi 32. Uma vez que informações sobre o desempenho de produtos deste classificador em áreas urbanas são escassas, foram conduzidos ensaios de comparação de resultados obtidos por este classificador com a verdade terrestre, representada por uma imagem de alta resolução espacial do satélite QuickBird. As áreas teste selecionadas desta imagem atendem ao critério de inalterância das condições de ocupação para o intervalo temporal considerado A comparação feita, permite concluir que o classificador apresenta limitações na classificação de áreas urbanas devido ao comportamento espectral semelhante dos materiais que fazem parte dessa cobertura. A utilização de uma classe única para identificar áreas impermeáveis foi a solução adotada para contornar este óbice. O emprego de áreas teste possibilitou acertar a escolha do grau de possibilidade de presença da classe no pixel (PPCP). Uma comparação entre os resultados apresentados na classificação de áreas impermeáveis, com base nos classificadores Máxima Verossimilhança e Fuzclass, demonstrou um desempenho melhor do classificador fuzzy, em função do nível de PPCP ajustado durante a análise comparativa Landsat e Quickbird nas áreas teste. Um procedimento alternativo de estimativa de áreas impermeáveis em bacias urbanas é apresentado no final.

Utilização de semivariogramas como redutor de dimensionalidade no reconhecimento de padrões em imagens digitais hiperespectrais

Com o advento dos sensores hiperespectrais se tornou possível em sensoriamento remoto, uma serie de diferentes aplicações. Uma delas, é a possibilidade de se discriminar classes com comportamentos espectrais quase idênticas. Porém um dos principais problemas encontrados quando se trabalha com dados de alta dimensionalidade, é a dificuldade em estimar os inúmeros parâmetros que se fazem necessários. Em situações reais é comum não se ter disponibilidade de tamanho de amostra suficiente, por exemplo, para se estimar a matriz de covariâncias de forma confiável. O sensor AVIRIS fornece uma riqueza de informações sobre os alvos, são 224 bandas cobrindo o espectro eletromagnético, o que permite a observação do comportamento espectral dos alvos de forma muito detalhada. No entanto surge a dificuldade de se contar com uma amostra suficiente para se estimar a matriz de covariâncias de uma determinada classe quando trabalhamos com dados do sensor AVIRIS, para se ter uma idéia é preciso estimar 25.200 parâmetros somente na matriz de covariâncias, o que necessitaria de uma amostra praticamente impraticável na realidade. Surge então a necessidade de se buscar formas de redução da dimensionalidade, sem que haja perda significativa de informação. Esse tipo de problema vem sendo alvo de inúmeros estudos na comunidade acadêmica internacional. Em nosso trabalho pretendemos sugerir a redução da dimensionalidade através do uso de uma ferramenta da geoestatística denominada semivariograma. Investigaremos se os parâmetros calculados para determinadas partições do transecto de bandas do sensor AVIRIS são capazes de gerar valores médios distintos para classes com comportamentos espectrais muito semelhantes, o que por sua vez, facilitaria a classificação/discriminação destas classes.

Integração de imagem aérea de alta resolução e dados de varredura a laser na classificação de cenas urbanas para detectar regiões de via

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Uso de técnicas de Geoprocessamento e Sensoriamento Remoto no levantamento e integração de dados necessários a gestão ambiental dos campos de extração de óleo e gás do Canto do Amaro e Alto da Pedra no município de Mossoró - RN

The objective of this work is to identify, to chart and to explain the evolution of the soil occupation and the envirionment vulnerability of the areas of Canto do Amaro and Alto da Pedra, in the city of Mossoró-RN, having as base analyzes it multiweather of images of orbital remote sensors, the accomplishment of extensive integrated works of field to a Geographic Information System (GIS). With the use of inserted techniques of it analyzes space inserted in a (GIS), and related with the interpretation and analyzes of products that comes from the Remote Sensoriamento (RS.), make possible resulted significant to reach the objectives of this works. Having as support for the management of the information, the data set gotten of the most varied sources and stored in digital environment, it comes to constitute the geographic data base of this research. The previous knowledge of the spectral behavior of the natural or artificial targets, and the use of algorithms of Processing of Digital images (DIP), it facilitates the interpretation task sufficiently and searchs of new information on the spectral level. Use as background these data, was generated a varied thematic cartography was: Maps of Geology, Geomorfológicals Units soils, Vegetation and Use and Occupation of the soil. The crossing in environment SIG, of the above-mentioned maps, generated the maps of Natural and Vulnerability envirionmental of the petroliferous fields of I Canto do Amaro and Alto da Pedra-RN, working in an ambient centered in the management of waters and solid residuos, as well as the analysis of the spatial data, making possible then a more complex analysis of the studied area

Caracterização da cobertura vegetal na equação universal de perda de solos (fator C) por meio de geotecnologias

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Classificação de áreas de favelas a partir de imagens ikonos: viabilidade de uso de uma abordagem orientada a objetos

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Detecção de regiões de via integrando dados de varredura a LASER aerotransportado e imagens de alta resolução

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Imagens hiperespectrais no monitoramento da nutrição em citros

Pós-graduação em Agronomia (Energia na Agricultura) - FCA

Identificação de bandas espectrais para detecção de cultura de cana-de-açúcar sadia e doente utilizando câmara hiperespectral embarcada em VANT

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Mineralogia da fração argila dos solos do Planalto Ocidental Paulista

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

O cultivo da soja no oeste do estado do Paraná: contribuição metodológica para a análise espaço-temporal

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Spectral behavior of some modal soil profiles from São Paulo State, Brazil

Remote sensing has a high potential for environmental evaluation. However, a necessity exists for a better understanding of the relations between the soil attributes and spectral data. The objective of this work was to analyze the spectral behavior of some soil profiles from the region of Piracicaba, São Paulo State, using a laboratory spectroradiometer (400 to 2500 nm). The relations between the reflected electromagnetic energy and the soil physical, chemical and mineralogical attributes were analyzed, verifying the spectral variations of soil samples in depth along the profiles with their classification and discrimination. Sandy soil reflected more, presenting a spectral curve with an ascendant form, opposite to clayey soils. The 1900 nm band discriminated soil with 2:1 mineralogy from the 1:1 and oxidic soils. It was possible to detect the presence of kaolinite, gibbsite, hematite and goethite in the soils through the descriptive aspects of curves, absorption features and reflectance intensity. A relation exists between the weathering stage and spectral data. The evaluation of the superficial and subsuperficial horizon samples allowed characterizing and discriminating the analytical variability of the profile, helping to soil distinguishing and classification.