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Summary: A Bayesian estimator with informative prior distributions (a multi-normal and an inverted gamma distribution), adequate to displacement estimation at dam monitoring net-works, is presented. The hyper-parameters of the prior distributions are obtained by Bayesian empirical methods with non-informative priors. The performances of the Bayes estimator and the classical generalized lest squares estimator are compared using two measurements of the horizontal monitoring network of a concrete gravity dam: the Penha Garcia dam (Portugal). In order to test the robustness of the two estimators, gross errors are added to one of the measured horizontal directions: the Bayes estimator proves to be significantly more robust than the generalized least squares estimator.

Results from the application of Persistent Scatterers Interferometry in Lisbon Metropolitan Area revealed two previously unknown subsiding urban areas: one (Laranjeiras) is located in the center of Lisbon; another (Vialonga) is to be found toward the North, in an industrial region crossed by Lisbon's main highway and railway lines. The two subsiding sectors are bordered by sharp velocity gradients, and the subsidence pattern appears partially delimited by mapped geologic faults. Surface geology and urbanization alone are unable to explain the phenomena. In the Vialonga area, the historical record of water pore pressure shows a clear decline of the levels (up to 65 m in 27 years), providing evidence of over-exploitation of groundwater resources. Limited information from wells drilled inside and outside the subsidence area points to a spatial correlation between the subsidence and the water pressure levels, and suggests that faults could be acting as hydraulic barriers in the aquifer system. The surface subsidence detected is probably caused by compaction of a clay-rich Oligocene-aged aquitard, led by over-exploitation of adjacent aquifers. The same Oligocene aquitard layer is present in the Laranjeiras area, immediately bellow a multi-layered sand–clay–limestone Miocene aquifer, but further work is needed to diagnose the possibility of over-exploitation of groundwater here. In this work we were able to independently confirm the PSI results, by comparing autonomous PSI results processed for the same geographical areas, and by comparing PSI with leveling and continuous GPS derived subsidence velocities, whose close match provided further ground validation of the space-borne PSI technique.

ABSTRACT: Local engineering precision networks are currently used to monitor the displacements of large dams, with safety control purposes. These one, two or three-dimensional networks are local, be-cause they are tied to local reference frames, and they are precision networks, because they aim at millimetric, or even submillimetric, accuracy. The most important obstacles to such an accuracy are the instrumental and environmental systematic errors. The atmospheric refraction, which cau-ses curvature of the path of the electromagnetic waves and changes its propagation velocity, is the major source of systematic errors. Effective measurement quality control strategies are of utmost importance to guarantee the quality of the results (displacements). The paper presents a quality control strategy supported by random quadratic forms that result from the decomposition of the Mahalanobis squared norm of the residuals vector. The strategy is compared to the well known da-ta-snooping method with regard to the quality control and parameter estimation performances.

Apresentam-se, neste artigo, os conceitos da inferência paramétrica Bayesiana, no contexto da estimação dos parâmetros de amostras aleatórias normais. São abordados temas práticos não triviais, tais como as distribuições anteriores informativas e a sua eliciação paramétrica pelo método empírico. A finalizar o artigo, é apresentado um exemplo de aplicação da metodologia Bayesiana a um problema de estimação paramétrica no âmbito da engenharia de estruturas.

O presente trabalho introduz sumariamente os conceitos básicos da teoria da decisão estatística

A tunnel has been under construction for the Lisbon Metro network on the muddy bed of river Tagus. Anincident during the jet-grouting for the muddy soil treatment led to flooding of a specific sector of thetunnel and to the need for repair works. Consequently, a decision has been made to monitor with a shorttime resolution the movements of that sector before, during and after reparation works. This includesthe period in which the tunnel will be in use for its regular operation, with commuters using the subway.Given these general conditions with severe inter-visibility limitations, as well as the cost restraints, anautomatic monitoring system has been designed and put in place, resorting to four LEICA TC2003motorised total stations and to the available commercial software, LEICA GeoMoS. The computationalprocedure of the mentioned software implies a network configuration, in which every total station set upneeds a cluster of control points associated with that particular setup in order to perform a spaceresection. However, it is often difficult to find stable points inside a tunnel under monitoring let aloneduring repair works. Therefore, to overcome this difficulty, adjustment software - EpochSuite

O principal objetivo deste trabalho é o de analisar o comportamento do quebramar do porto do Funchal através da medição dos seus movimentos (deslocamentos e acelerações) e deteção de alterações morfológicas, utilizando para o efeito sistemas de posicionamento por satélite (GNSS), técnicas clássicas de topografia, acelerómetros e através da simulação do seu comportamento com base em modelos numéricos e físicos, procurando conciliá-los de modo a identificar quais as principais causas para a deterioração encontrada e seu grau de evolução. Na presente comunicação descreve-se o trabalho realizado, nomeadamente: i) as campanhas de observação in-situ (medição de deslocamentos e acelerações) e os principais resultados obtidos pelas diferentes metodologias de medição utilizadas; ii) as potenciais alterações morfológicas da estrutura, identificadas a partir da modelação física em laboratório; e ainda iii) os resultados obtidos numericamente (com um modelo de elementos finitos calibrado com base no ajuste das frequências naturais de vibração calculadas e identificadas in-situ) relativos à determinação dos deslocamentos expectáveis quando se consideram as forças devidas à atracação dos navios e devidas à agitação marítima. Na parte final da comunicação, discutem-se algumas das possíveis causas para a deterioração encontrada no quebramar do Porto do Funchal e salientam-se as vantagens da integração de diferentes metodologias de monitorização e de modelos físicos e numéricos para o controlo da segurança deste tipo de infraestruturas.

The GNSS is being currently applied to measure static and dynamic response of large civil engineering structures and geophysical phenomena. The GNSS in static mode is more suitable for long-term monitoring because this positioning method is characterised to detect low frequency displacements with millimetric level accuracy. Of course, on short-term monitoring it is required the GNSS in more expeditious mode, like Real Time Kinematic (RTK) or Post Process Kinematic (PPK). However, it is well known that multipath effects and low sampling rates affect the accuracy of high frequency GNSS displacement measurements. In order to assess the accuracy of GNSS in kinematic mode, a test on a three-storey building scale model was carried out, where a modal identification obtained by GNSS in PPK mode is compared with an analytical model. In this paper the test is described in detail, the results obtained are analysed and a conclusion is drawn in order to apply the GNSS for large civil engineering structures and geophysical phenomena monitoring.

Num modelo de um edifício de três andares foram instalados três acelerómetros da Kinemetrics, uni-axiais, um por piso, e uma antena GNSS da Topcon, do tipo Choke Ring, no piso superior. Foram realizadas observações simultâneas com frequências de amostragem de 20 Hz, para o GNSS, e de 250 Hz, para os acelerómetros. Com esta instrumentação, procurou-se medir a vibração ambiental do edifício provocada pelo vento fraco que se fazia sentir durante a observação. Compararam-se as frequências próprias do edifício, medidas por dois métodos independentes, com as obtidas através dum modelo matemático. Por dupla integração das acelerações medidas obtiveram-se deslocamentos que foram comparados com os medidos com o GNSS.

Grande parte dos estudos que utilizam o GNSS para a monitorização de deslocamentos de estruturas de engenharia civil ou de fenómenos naturais limitam-se a estimar a tendência linear das séries temporais para obter taxas ou velocidades. Recorrendo, por norma, ao estimador da regressão linear obtido pelo método dos mínimos quadrados que pressupõe que os seus erros tenham uma distribuição normal (gaussiana) e que não estejam temporalmente correlacionados (ruído branco). No entanto, é frequente encontrar nas séries temporais GNSS sinais ou ruído com correlação temporal que, em certos casos, podem originar erros significativos na tendência linear. Através da densidade espectral de potência é possível caracterizar o tipo de ruído (colorido ou branco) e identificar eventuais sinais na série temporal. Neste trabalho aplica-se esta metodologia a várias séries temporais GNSS.

Em Fevereiro de 2012 foi realizada uma campanha com a finalidade de estudar o comportamento do quebra-mar do Porto do Funchal no momento da atracação e desatracação de navios de cruzeiro utilizando observações GNSS e acelerómetros. Nesta comunicação indicam-se as principais motivações para a realização do estudo, bem como a descrição da campanha e principais resultados e algumas conclusões preliminares

Devido à morfologia, à litologia e às condições meteorológicas características da bacia hidrográfica do rio Tejo, a ocorrência de cheias neste rio é bastante frequente, sendo a causa de perda de vidas humanas e de bens materiais. A identificação das zonas em risco pode ser realizada através de modelos hidráulicos de cheia, os quais necessitam de ser calibrados a fim de estimar valores para parâmetros desconhecidos. Essa operação é feita com dados de cheias passadas, cuja extensão pode ser conhecida usando imagens de satélite adquiridas nas datas em que estas ocorreram. Foi seleccionado um conjunto de imagens SAR, provenientes de diferentes sensores, adquiridas em datas de cheia, as quais foram ortorrectificadas e normalizadas, tendo, ainda, sido alvo de pré-processamento com o objectivo de reduzir o ruído inerente a este género de imagens. Após o pré-processamento, as imagens foram segmentadas e classificadas, tendo sido desenvolvida uma metodologia com a finalidade de permitir a delimitação da extensão da cheia. O algoritmo desenvolvido permitiu a correcta classificação de 89% da área inundada representada numa imagem de teste e está a ser aplicado às restantes imagens do conjunto.

Portugal tem um património multisecular de azulejos que deve ser conservado e em alguns casos requer intervenções de restauro. Essas intervenções são precedidas de um levantamento gráfico de anomalias. Tradicionalmente, a construção deste documento exige o registo manual de todas as anomalias presentes, podendo ser um trabalho demorado e moroso particularmente quando os painéis têm um grande desenvolvimento em altura. O objetivo do presente trabalho consiste na análise das vantagens e dos inconvenientes da utilização de técnicas de processamento digital de imagem para a construção desse registo, tanto ao nível da atribuição de um sistema de coordenadas às superfícies como na deteção automática e eventual quantificação das anomalias presentes.

Tal como no Brasil, em Portugal várias cidades possuem um valioso património em edifícios com fachadas azulejadasnos séculos XIX e XX. Com o passar dos anos esse património foi-se degradando, sendo vital realizar ações deconservação e restauro para a sua manutenção. O registo gráfico de anomalias é útil a estas operações, pois possibilitauma análise rápida do estado do revestimento, permitindo controlar o ritmo da degradação e estimar as necessidadesde manutenção e restauro e o custo respetivo. Um registo permite também a identificação de relações espaciais entreas anomalias o que pode possibilitar uma extrapolação das causas externas destas, permitindo a sua correção. Aconstrução manual de um tal registo é uma tarefa demorada e minuciosa, exigindo frequentemente o acesso físico àssuperfícies o que é difícil em edifícios multipisos. O principal objetivo deste trabalho é a avaliação da aplicabilidade, para essa finalidade, de técnicas de processamento digital de imagem a registos fotográficos de fachadas azulejadas, bemcomo das suas vantagens e inconvenientes, face aos métodos tradicionais.

A high precision inclinometer was placed at the top gallery of Cabril dam, the highest dam in Portugal (132 m). Cabril dam has been presenting, since the first filling of the reservoir (1953), some horizontal cracks in the central upper zone. The dual axis inclinometer, with a recording measuring rate of 1 Hz, was installed for two days; during the same period a digital thermometer, for recording air temperatures, was placed next to the downstream face of the dam. The dam remained under normal operating conditions: the power generation groups were on or off for periods of variable duration each day. The presented analysis of collected data (inclination measured at a point near the dam crest, in two directions, and air temperature and reservoir level) shows a good correlation between the variations in the inclination with the daily thermal wave and with the changes in the reservoir level. The analysis also shows the reliability of the optoelectronic sensor since it was able to detect the vibration induced by the power groups. The inclination measurements were taken in connection with a test on a fully automated geodetic system for continuous monitoring of displacements in Cabril dam.

O registo gráfico de patologias em painéis de azulejos é um processo demorado e minucioso de importância elevada para a Conservação e Restauro dos painéis. O objetivo do trabalho apresentado é a análise de possíveis benefícios na utilização de técnicas de processamento digital de imagem para a construção deste registo, que é normalmente realizado manualmente, quer ao nível da atribuição de uma métrica aos painéis, como na deteção automática das patologias presentes.

O calendário Gregoriano não é mais do que uma reforma do calendárioJuliano, devido a Júlio César, que adaptou os formalismos romanos a uma antigaestrutura solar de origem egípcia. Este ensaio descreve a história do calendárioGregoriano e dos calendários da bacia do Mediterrâneo e do Oriente Próximo,com ele mais ou menos aparentados.

Interferometric synthetic aperture RADAR is an applied geodesy technique, which enables displacement measurement through satellite images. A literature review of the technique principles and of previous studies regarding its application to structural health monitoring allowed the identification of a few bottlenecks to the operational usage of this cost-effective technology for monitoring purposes.Three research lines were defined. First, a data mining strategy was developed to extract structural behaviour information from displacement time series from thousands of points on the region of interest, with tens of observation epochs each. Second, displacements from this technique were integrated into a previously existing monitoring system and were used to expand it to a larger number of points on the structure and to its surroundings. Third, an experimental infrastructure was deployed in order to perform several tests for displacement validation and uncertainty assessment. The infrastructure included a new model of artificial reflector to the satellite signals, purposefully developed in the scope of this study.The developed methods enabled the successful monitoring of different types of civil and geotechnical structures. Slope behaviour around water reservoirs was assessed during both the reservoir first impoundment and regular operation. Differential displacements were detected on building-blocks at a cultural heritage urban area and concrete arch dam responses to temperature loads were identified. The experimental work showed the achieved displacements agreed with those of other geodetic techniques and uncertainties around 2 mm were obtained for the measurements.In conclusion, interferometric synthetic aperture RADAR is a promising technique, able to provide useful information for structure monitoring, such as aiding in the planning of in situ monitoring activities and in identifying space-time patterns in structural behaviour. Thanks to its spatial coverage, observation period of a few days and achieved displacement uncertainty, it is advantageous to complement existing monitoring systems with data from this technique.

Este relatório apresenta uma metodologia para controlo dos erros instrumentais e avaliação da incerteza de medição dos distanciómetros eletromagnéticos (DEM) usados na observação geodésica de barragens de betão. A metodologia, que é baseada numa base de teste existente no campus do LNEC, é ilustrada com a análise de seis medições da base, entre 2010 e 2014, com os dois DEM utilizados pelo Núcleo de Geodesia Aplicada.

The monitoring systems have two main objectives: (i) to evaluate the safety conditions and durability of the infrastructures and to develop a better understanding about their day-to-day behaviour; (ii) to detect the occurrence of special events that might jeopardize the safety of the structure. To reach the first objective it is mandatory to create a database as most extensive as possible to support an analysis of the structural behaviour. Regarding the second objective near real-time automatic systems must be created in order to analyse the recorded data and establish limits of alert with alarm warnings when those limits are exceeded. This R&D project aims to develop a measurement system, based on GNSS (Global Navigation Satellite Systems), suitable to monitor large scale civil engineering structures and infrastructures, particularly bridges and dams. This monitoring system final objective is to measure the displacements of some selected points of the structures. These points should be the most important ones to characterize the general behaviour of the monitored structure. The advantages of using a GNSS system are undeniable: this equipment is robust, operates under all weather conditions, does not require intervisibility between the monitored points and the reference points, uses an external tridimensional reference systems, and provides an extremely accurate time-reference frame. The GNSS positioning is affected by a numerous set of errors due to natural and artificial phenomena. These errors should be reduced as much as possible, in order to obtain good estimated distances between the observed satellites and the antenna of the receivers. There are well known observation and observation combination techniques (phase differences measurements, relative positioning and Precise Point Positioning - PPP) that allow to strongly reduce, or sometimes even eliminate, most of the errors. Using carefully selected observation and processing techniques it is possible to obtain high-precision GNSS positioning. The RTK (Real Time Kinematics) is the more recent high-precision positioning GNSS technique. It allows us to obtain high quality coordinates in almost real-time. When used in conjunction with top grade receivers (able to do observations at high frequencies) the RTK seems to be able to monitor high frequencies displacements of structures. Unfortunately the positioning precision is only at the centimetre level. To reduce this uncertainty it will be used short baselines and processing techniques based on the use of various filters and methodologies for multi-sensor observations fusion. It is precisely in the development of these techniques that the actual research project is focused. After the monitoring system specification, several techniques will be developed and tested in order to be included in a reliable measurement system that will meet the specified requirements. To define the monitoring system demands the following items have been addressed: - Requirements of the monitoring system in view of the behaviour of the selected structures; - Acquisition of know-how on data acquisition systems and in-site monitoring equipment; - Identification, characterization and analysis of software available for data processing.

A inspeção visual assistida pode ser utilizada para a monitorização de ensaios de flexão atéà rotura de vigas de madeira, tendo sido usado um sistema de observação com fotografia evídeo. Foi desenvolvido um programa para identificação automática das imagens da viga,que registaram alterações significativas, tendo a fratura sido delineada através de técnicasde análise de imagem orientada por objetos.

A extração de informação a partir de imagens digitais tem-se tornado numa prática comum em váriasáreas do conhecimento. Foi desenvolvido um programa em MATLAB para permitir a um utilizador nãoespecializado a realização de tarefas simples de processamento digital sobre imagens adquiridas porvários géneros de sensores.

O relatório apresenta os princípios gerais da termografia e a sua aplicação prática no levantamentotérmico de paramentos de barragens de betão para apoio ao acompanhamento da evolução depatologias. Apresentam-se aplicações relativas ao levantamento térmico dos paramentos de jusantedas barragens do Alto Ceira II, Alto Ceira e Cabril. O levantamento realizado na primeira barragem,que se encontrava na fase final de construção e ainda vazia, permitiu a avaliação da qualidade dosresultados obtidos (temperaturas superficiais do paramento) por comparação com valores medidospor termómetros embebidos no betão. Nas outras duas barragens, ambas apresentando problemasde infiltrações, permitiu avaliar a aplicabilidade das imagens térmicas na deteção de ressurgimentosde água na superfície do betão, geralmente indicativas da existência de repasses de água.

O presente relatório apresenta uma experiência de aquisição de fotografias aéreasutilizando um veículo aéreo não tripulado (VANT) para recolha de informação geográfica doquebra-mar da Ericeira, com o objetivo de testar a capacidade destes dados para produçãode ortofotomapas e modelos numéricos de superfície para monitorização de infraestruturasao longo do tempo. A experiência foi realizada numa colaboração entre o LNEC e aempresa SINFIC, SA

Neste relatório faz-se a síntese dos métodos disponíveis para realizar a Inspecção Visual Assistida(IVISA) de paramentos de barragens de betão, no que diz respeito às várias fases envolvidas: aquisiçãode imagens, processamento, monitorização temporal e arquivo. Apresentam-se os recursos existentesno LNEC e a adquirir, assim como os custos associados.

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Este relatório apresenta um procedimento para a avaliação da incerteza de medição de equipamento de nivelamento geométrico de precisão e ainda regras para o teste estatístico de hipóteses sobre essa incerteza de medição, preconizadas na segunda parte da norma ISO 17123, exemplificados com um ensaio comparativo de um nível automático numérico Wild NA 3003 e de um nível automático Wild NA2, com um micrómetro óptico acoplado.

O trabalho aborda simultaneamente a distribuição do desvio padrão da amostra aleatória normal e a distribuição do desvio padrão do modelo de Gauss-Markov, designados genericamente por desvio padrão empírico. Após mostrar que o desvio padrão empírico é um estimador excêntrico que subestima o desvio padrão da amostra ou do modelo, conforme o caso, são apresentadas correções de excentricidade. É também tratada a estimação do desvio padrão da amostra e do modelo em cenário Bayesiano, com diferentes distribuições anteriores. O trabalho é rematado por casos de estudo baseados na simulação de amostras normais e por um exemplo concreto relacionado com o controlo da precisão de um distanciómetro eletromagnético.

O presente trabalho apresenta uma metodologia genérica para a regularizaçãode problemas inversos lineares mal colocados e a sua aplicação às redes altimétricas eplanimétricas usadas na monitorização de deslocamentos de pontos notáveis de grandesbarragens por métodos da Geodesia Aplicada. A metodologia é ilustrada por intermédiode três casos de estudo.

This paper deals with the beta-binomial model, which is an important stochasticmodel within the scope of the Bayesian statistical inference. After a short review of the binomialand beta distributions, the paper presents the closed formulae for the posterior probabilitydensity function of the binomial trial parameter and for the prior predictive and forthe posterior predictive probabilities of the successes in binomial experiments. A descriptionof the Bayesian methodology to test different hyper-parameters for the conjugate priorprobability density functions of the beta family is also presented. Finally, the beta-binomialmodel is illustrated with a study case related to the quality control of the geodetic observationof large dams.

O presente trabalho, além de uma revisão sintética da abordagem frequencista,trata da abordagem Bayesiana da análise de regressão linear multivariada. É apresentadauma compilação de procedimentos e fórmulas para a estimação dos coeficientes da regressão,sob três cenários de informação anterior. Finalmente, o trabalho ocupa-se dosproblemas da predição de respostas e da comparação de modelos de regressão.

The work presents the theoretical definitions of the gamma, multi-gamma, digammaand trigamma functions as well as operational approximations to compute their values.A more precise alternative, due to Robert Windschitl, to the traditional approximationof the gamma function by the Stirling

O trabalho descreve os princípios da análise Bayesiana, usando como caso deestudo a amostra aleatória normal identicamente distribuída. Após um curto preâmbulohistórico, são resumidos, na Secção 2, os conceitos mais importantes da análise frequencista.Nas secções seguintes, são abordados os temas Bayesianos mais importantes, taiscomo a estimação, pontual e regional (Secção 5), e o teste de hipóteses sobre osparâmetros da distribuição da amostra (Secção 6). As distribuições anteriores de Laplace,Jeffreys e conjugada normal-gama invertida são apresentadas na Secção 4. O problemada eliciação paramétrica das distribuições anteriores conjugadas é tratado na Secção 7.Palavras Chave: distribuições anteriores e posteriores, divergência de Kullback-Leibler,eliciação paramétrica, factor de Bayes, fórmula de Bayes, verosimilhança.

Este trabalho define uma estratégia, apoiada o mais possível nas disponibilidades do LNEC, para a calibragem dos distanciómetros electromagnéticos (DEM) usados pelo Núcleo de Geodesia Aplicada na observação geodésica de barragens.

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