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Modelagem com autômatos celulares da dinâmica dos usos das terras em Foz do Iguaçu e Santa Terezinha de Itaipu–PR
Trabalho de Conclusão de Curso apresentado ao
Instituto Latino-Americano de Infraestrutura,
Tecnologia e Território da Universidade Federal da
Integração Latino-Americana, como requisito
parcial à obtenção do tÃtulo de Bacharel em
Geografia. Orientador: Prof. Dr. Samuel Fernando AdamiAs modificações pela qual passa a paisagem são fatores determinantes na busca de informação para a compreensão desses fenômenos, que serve de base para os mais diversos planejamentos e gestão territorial. Assim, objetiva-se simular a dinâmica dos usos das terras em Foz do Iguaçu e Santa Terezinha de Itaipu para o ano de 2017, mediante modelagem com autômatos celulares. Em termos de procedimentos metodológicos, foi realizado levantamento bibliográfico em fonte de dados secundários como livros e trabalhos acadêmicos. Os dados secundários e primários foram trabalhados a partir da utilização de diferentes técnicas e ações. Foram processados dados da série Landsat, criados arquivos de assinaturas espectrais, produzidos mapas temáticos de usos das terras, aliados a modelagem de autômatos celulares combinados à cadeia de Markov por serem ferramentas primordiais para se trabalhar e para obter resultados precisos e confiáveis. Por fim, foi utilizado o coeficiente Kappa para avaliar a acurácia do modelo. Verificou-se ao final da pesquisa que o resultado é próximo à realidade, o que valida e confirma o uso de modelos de autômatos celulares como método efetivo e prático para a modelagem dos usos das terras, além da aplicabilidade em diferentes estudos das diferentes áreas da geografiaThe changes through which the landscape passes are determining factors in the search
for information for the understanding of these phenomena, which serves as the basis for
the most diverse planning and territorial management. Thus, it aims to simulate the
dynamics of land uses in Foz do Iguaçu and Santa Terezinha de Itaipu for the year 2017,
through modeling with cellular automatons. In terms of methodological procedures, a
bibliographic survey was conducted in source of secondary data such as books and
academic papers. Secondary and primary data were worked from the use of different
techniques and actions. Data from the Landsat series, created spectral signature files,
produced thematic maps of land uses, combined with the modeling of cellular automatons
combined with the Markov chain because they are primordial tools to work and for
accurate and reliable results. Finally, the Kappa coefficient was used to evaluate the
accuracy of the model. It was verified at the end of the research that the result is close to
reality, which validates and confirms the use of models of cellular automatons as an
effective and practical method for the modeling of land uses, in addition to applicability in
different studies of different geography areasLos cambios por los que pasa el paisaje son factores determinantes en la búsqueda de
información para la comprensión de estos fenómenos, que sirve de base para la más
diversa planificación y gestión territorial. AsÃ, pretende simular la dinámica de los usos del
suelo en Foz do Iguazú y Santa Terezinha de Itaipu para el año 2017, a través del
modelado con autómatas celulares. En términos de procedimientos metodológicos, se
realizó una encuesta bibliográfica en origen de datos secundarios como libros y artÃculos
académicos. Los datos secundarios y primarios se trabajaron a partir del uso de diferentes
técnicas y acciones. Los datos de la serie Landsat, crearon archivos de firma espectral,
produjeron mapas temáticos de usos de la tierra, combinados con el modelado de
autómatas celulares combinados con la cadena Markov porque son herramientas
primordiales para trabajar y para obtener resultados precisos y fiables. Finalmente, el
coeficiente Kappa se utilizó para evaluar la precisión del modelo. Se verificó al final de la
investigación que el resultado está cerca de la realidad, lo que valida y confirma el uso de
modelos de autómatas celulares como un método eficaz y práctico para el modelado de
usos de la tierra, además de la aplicabilidad en diferentes estudios de diferentes áreas
geográfica
Utilização da simulação computacional na verificação da cooperação de uma população em um ambiente simulado = Use of computer simulation to verify the cooperation of a population in a simulated environment
En el presente artÃculo realizamos un análisisde comportamientos de cooperación enambiente simulado. El presente estudio tienecomo finalidad observar los resultados de la interacciónde los caracteres egoÃsta, vengativo yaltruista en constante interacción a lo largo degeneraciones. Durante el proceso se desarrollaronalgoritmos que emulan una de las aplicacionesde la teorÃa de los juegos, el dilemadel prisionero y otro que utiliza la forma en quelos autómatas móviles se mueven-sedientosde una malla virtual. La contribución que conseguimoses dar un valor porcentual máximo auna población aceptada con carácter egoÃsta yverificar que los caracteres vengativo y altruistatienen un tiempo de vida muy próximo
Simulador da propagação de resÃduos tóxicos no solo baseado em autômatos celulares
Trabalho de Conclusão de Curso, apresentado para obtenção do grau de bacharel no curso de Ciência da Computação da Universidade do Extremo Sul Catarinense, UNESC.Autômatos celulares vem sendo amplamente utilizados na simulação de processos fÃsicos, quÃmicos, biológicos ou de outras naturezas, como o alastramento de incêndios e no espalhamento de epidemias. Outra forma de aplicar autômatos celulares é simulando a propagação de fluidos em um tanque de decantação, onde camadas de solos de diferentes tipos são utilizados para conter estes fluidos. Este trabalho traz um estudo da propagação dos fluidos no solo em autômatos celulares que resulta em um protótipo desenvolvimento em HTML e JavaScript para a simulação da propagação de fluidos tóxicos no solo. O objetivo deste protótipo é sua utilização em simulações, promovendo estudos na conciliação de autômatos celulares e o meio ambiente
Classificação de imagens pelo método Random Forest e modelagem do crescimento urbano por automatos celulares
Orientador Prof. Dr. Hideo ArakiMonografia (graduação) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências da Terra, Curso de Graduação em Engenharia Cartográfica e de AgrimensuraInclui referênciasResumo : A análise multitemporal de imagens de satélite permite verificar as mudanças de um fenômeno através dos anos. Neste trabalho se propôs a utilizar um método de machine learning chamado de random forest, para a criação de um modelo de classificação, a fim de gerar dados que permitissem de maneira rápida realizar análises sobre a urbanização em determinadas regiões. Outro propósito desse projeto é a modelagem do crescimento urbano de Curitiba e de parte de sua região metropolitana – Pinhais, Piraquara e São José dos Pinhais – por autômatos celulares (AC). Essa técnica consiste em modelos simples que representam a evolução temporal de comportamentos complexos, a partir de regras de transição (layers no formato raster que apresentam alguma restrição ou condição) e um estado inicial, imagem classificada contendo as classes: área urbana, vegetação, água e background. Com a modelagem e a classificação da imagem, para a época posteriori, é possÃvel comparar a projeção do autômato. Descrito isso houve êxito em realizar ambas as atividades, contudo os resultados alcançados não foram os esperados no inÃcio do projeto, portanto foram analisados e discutidos ao término deste projeto.Abstract: The multitemporal analysis of satellite images allows verifying the changes of a phenomenon over the years. In this project, it was proposed to use a machine learning method called random forest, toc reate a classification model, in order to generate data that would permit fast analysis of urbanization in certain regions. Another purpose of this Project is to model the urban growth of Curitiba and part of its metropolitan region – Pinhais, Piraquara and São José dos Pinhais – by cellular automata (CA). This technique consists of simple models that represent the temporal evolution of complex behaviors, based on transition rules (layers in raster format that presente some restriction or condition) and an initial state, classified iamge containing the classes: urban área, vegetation, water and background. With the modeling and classification of the image, for the posterior epoch, it is possible to compare the projection of the automaton. As described, there was success in carrying out both activities, however the results achieved were not as expected at the beginning of the project, therefore they are analyzed and discussed at the end of this project
Modelo de propagação de doenças epidêmicas baseado em autômatos celular
Trabalho de Conclusão de Curso, apresentado para obtenção do grau de Bacharel no Curso de Ciência da Computação da Universidade do Extremo Sul Catarinense, UNESC.Epidemias durante a história da humanidade causaram inúmeras fatalidades no mundo. Esta pesquisa tem como objetivo simular o contágio de uma doença epidêmica com o uso de autômatos celulares. A aplicação receberá dados de entrada com parâmetros da doença e gerará um autômato celular simulando uma população, a doença irá se espalhar nesse local e obteremos dados de saÃda que poderão ser analisados para tomada decisão. Para testar este autômato celular utilizou-se como base a cidade de Criciúma, Santa Catarina, em que compara-se os resultados dos nossos testes com uma data especÃfica da cidade e encontra-se os percentuais de diferença entre o modelo do autômato celular e o que realmente aconteceu na cidade
Eventos extremos em mercados complexos: robot trading em um modelo de autômato celular
Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Sócio-Econômico, Programa de Pós-Graduação em Economia, Florianópolis, 2010Se reconhecermos que mercados financeiros são sistemas complexos, os instrumentos convencionais de polÃtica monetária e regulação podem ser inúteis para evitar o surgimento de bolhas e crashes. Para mostrar como esse objetivo pode ser alcançado, utilizamos um modelo de autômato celular estocástico para representar um mercado financeiro complexo, no qual a dinâmica dos preços emerge como resultado de interações diretas entre os agentes. Em seguida, robot traders são socialmente integrados ao modelo. Com isso, a dinâmica dos preços pode ser controlada, de modo a tornar o mercado estável.If stock markets are complex, monetary policy and even financial regulation may be useless to prevent bubbles and crashes. Here, we suggest the use of robot traders as an anti-bubble decoy. To make our case, we put forward a stochastic cellular automata model that generates an emergent stock price dynamics as a result of the interaction between traders. After introducing socially integrated robot traders, the stock price dynamics can be controlled, so as to make the market less volatile
Um modelo de simulação de autômatos celulares para avaliação de condições de biodiversidade e resiliência na exploração de florestas naturais
Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Produção.Esta tese explora propriedades e aplicações em potencial para modelos espaciais baseados em autômatos celulares probabilÃsticos. A abordagem é validada por meio da comparação dos resultados de um modelo com base em dados disponÃveis. O modelo que valida a abordagem reproduz os dados registrados sem diferença estatÃstica de outro modelo desenvolvido com cadeias de Markov sobre os mesmos dados. Outro modelo desenvolvido visando analisar as conseqüências da exploração fundamenta-se em estudos cientÃficos publicados. Os estudos cientÃficos nos quais o modelo se embasa consideram aspectos ecológicos e fisiológicos. Os resultados deste modelo configuram comportamentos biológicos aceitáveis. A análise de resiliência, que visa determinar as conseqüências da exploração, mostra que o aumento da taxa de extração acarreta em tempos maiores para restauração da comunidade virtual e no aumento da probabilidade de extinção de algum tipo ecofisiológico presente na comunidade. Conseqüentemente, demonstra-se que para haver alguma exploração sustentável dos recursos naturais o nÃvel de extração aplicado não deve acarretar na extinção de algum recurso. Adicionalmente, recomenda-se que experimentos sejam conduzidos em pequena escala antes de proceder-se com a exploração em larga escala. Além disso, demonstra-se haver diferença entre as estimativas de populações em equilÃbrio feitas por modelos espaciais e seus análogos não-espaciais. As implicações pairam sobre o gerenciamento de reservas naturais e sobre a aplicação do máximo rendimento sustentável, ainda mais quando praticados sobre espécies em vias de extinção
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