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Deep Learning-Based River Flow Forecasting with MLPs: Comparative Exploratory Analysis Applied to the Tejo and the Mondego Rivers
Abstract: This paper presents an innovative service for river flow forecasting and its demonstration in two dam-controlled rivers in Portugal, Tejo, and Mondego rivers, based on using Multilayer Perceptron (MLP) models to predict and forecast river flow. The main goal is to create and improve AI models that operate as remote services, providing precise and timely river flow predictions for the next 3 days. This paper examines the use of MLP architectures to predict river discharge using comprehensive hydrological data from Portugal
Year: 2025
Number Pages:
27p..
Author(s): Jesus, G.; Korani, Z.; Alves, E.; Oliveira, A.
: MDPI Journal (Sensors)
Editor: MDPI
Volume:
Revista Sensors.
Keywords: SNIRH; MLP;; Deep learning;; Artificial intelligence;; River flow forecasting;
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Guiding Evacuees to Improve Fire Building Evacuation Efficiency: Hazard and Congestion Models to Support Decision Making by a Context-Aware Recommender System
Abstract: Fires in large buildings can have tragic consequences, including the loss of human lives.Despite the advancements in building construction and fire safety technologies, the unpredictablenature of fires, particularly in large buildings, remains an enormous challenge. Acknowledging theparamount importance of prioritising human safety, the academic community has been focusingconsistently on enhancing the efficiency of building evacuation. While previous studies have inte-grated evacuation simulation models, aiding in aspects such as the design of evacuation routes andemergency signalling, modelling human behaviour during a fire emergency remains challenging dueto cognitive complexities. Moreover, behavioural differences from country to country add anotherlayer of complexity, hindering the creation of a universal behaviour model. Instead of centring onmodelling the occupant behaviour, this paper proposes an innovative approach aimed at enhancingthe occupants
Year: 2023
Number Pages:
22p.
Author(s): Neto, J.; Morais, A.J.; Gonçalves, R.; Leça Coelho, A.
: Journal MDPI
Editor: https://www.mdpi.com/journal/buildings
Volume:
Buildings 2023, 13, 3038.
Keywords: context-aware recommender system; multi-agent recommender system; building evacuation efficiency; Internet of Things; human behaviour; fire building evacuation
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Model-driven engineering techniques and tools for machine learning-enabled IoT applications: a scoping review
This paper reviews the literature on model-driven engineering (MDE) tools and languages for the internet of things (IoT). Due to the abundance of big data in the IoT, data analytics and machine learning (DAML) techniques play a key role in providing smart IoT applications. In particular, since a significant portion of the IoT data is sequential time series data, such as sensor data, time series analysis techniques are required. Therefore, IoT modeling languages and tools are expected to support DAML methods, including time series analysis techniques, out of the box. In this paper, we study and classify prior work in the literature through the mentioned lens and following the scoping review approach. Hence, the key underlying research questions are what MDE approaches, tools, and languages have been proposed and which ones have supported DAML techniques at the modeling level and in the scope of smart IoT services.
Year: 2023
Number Pages:
27p.
Author(s): Korani, Z.; Moin, A.; Silva, A.; Ferreira, J.
: Sensors
Editor: MDPI
Volume:
Volume 23, Issue 3.
Keywords: scoping review; literature review; time series; data analytics and machine learning; internet of things; model-driven engineering
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Context-Based Multi-Agent Recommender System, Supported on IoT, for Guiding the Occupants of a Building in Case of a Fire
Abstract: The evacuation of buildings in case of fire is a sensitive issue for civil society that alsomotivates the academic community to develop and study solutions to improve the efficiency ofevacuating these spaces. The study of human behavior in fire emergencies has been one of the areasthat have deserved the attention of researchers. However, this modeling of human behavior is difficultand complex because it depends on factors that are difficult to know and that vary from countryto country. In this paper, a paradigm shift is proposed which, instead of focusing on modeling thebehavior of occupants, focuses on conditioning this behavior by providing real-time information onthe most efficient evacuation routes. Making this information available to occupants is possible witha solution that takes advantage of the growing use of the IoT (Internet of Things) in buildings to helpoccupants adapt to the environment. Supported by the IoT, multi-agent recommender systems canhelp users to adapt to the environment and provide the occupants with the most efficient evacuationroutes. This paradigm shift is achieved through a context-based multi-agent recommender systembased on contextual data obtained from IoT devices, which recommends the most efficient evacuationroutes at any given time. The obtained results suggest that the proposed solution can improve theefficiency of evacuating buildings in the event of a fire; for a scenario with two hundred peoplefollowing the system recommendations, the time they take to reach a safe place decreases by 17.7%.
Year: 2022
Number Pages:
30pp.
Author(s): Neto, J.; Morais, A.J.; Gonçalves, R.; Leça Coelho, A.
: Journal Electronics (https://www.mdpi.com/journal/electronics)
Editor: MDPI
Volume:
Electronics 2022, 11, 3466..
Keywords: building occupant guidance; occupant behavior conditioning; ontologies; fire building evacuation; IoT
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Enhancing a coastal territorial vulnerability index: anticipating the impacts of coastal flooding with a local scale approach
The coastal zone of mainland Portugal is characterized by its morpho-sedimentary diversity such as estuaries, lagoons, barrier islands, beaches, dunes and cliffs. The high population density and the multiplicity of land use, occupation and activities, makes it an area of great national strategic value. This transforms the coastal zone into a multi-hazard zone, where the occurrences related to coastal flooding and overtopping stand out. In the present work, a multidi mensional methodology called Coastal Territorial Vulnerability Index (CTVI) was developed and applied in three selected areas with a historical record of coastal impacts, to analyze, evaluate and interpret the local vulnerability. The methodology considers four components of coastal territorial vulnerability: morphology, land value, buildings and public areas characteristics. These four components are combined to calculate the CTVI. The results highlight the differences for the analyzed areas, allowing the differentiation of natural and artificial areas. In the natural areas a moderate CTVI predominates, while in the latter, a high and very high CTVI stands out. The results contribute to the development of a comprehensive coastal flood risk assessment and forecasting the impacts
Year: 2022
Number Pages:
442-468pp..
Author(s): Barros, J.; Tavares, A.; Santos, P.; Freire, P.
: Coastal Management
Editor: Taylor & Francis
Volume:
50:5.
Keywords: multidimensional methodology; Vulnerability Index; Coastal Territorial; Vulnerability; Coastal Flooding; Coastal zone
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Multispectral Optical Remote Sensing for Water-Leak Detection
Water losses from water distribution means have a high environmental impact in termsof natural resource depletion (water, energy, ecosystems). This work aims to develop an opticalairborne surveillance service for the detection of water leaks (WADI
Year: 2022
Number Pages:
30p.
Author(s): Krapez, J.-C.; Sanchis Muñoz J; Mazel, C.; Chatelard, C; Déliot, P.; Frédéric, Y.-M.; Barillot,P.; Hélias, F.; Barba Polo J; Olichon,V.; Serra, G.; Brignolles, C.; Carvalho, A.; Carreira, D.; Oliveira
: Sensors
Editor: MPDI
Volume:
22(3), Special Issue Remote Sensing for Forecasting and Monitoring Aquatic Systems.
Keywords: thermal; evaporation; soil moisture; Trapezoid Method;; Triangle Method;; infrared; water leak;; remote sensing
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An Ontology for Fire Building Evacuation
Guiding the building occupants under fire emergency to a safe place is an open research problem. Finding solutions to address the problem requires a perfect knowledge of the fire building evacuation domain. The use of ontologies to model knowledge of a domain allows a common and shared understanding of that domain, between people and heterogeneous systems. This paper presents an ontology that aims to build a knowledge model to better understand the referred domain and to help develop more capable building evacuation solutions and systems. The herein proposed ontology considers the different variables and actors involved in the fire building evacuation process. We followed the Methontology methodology for its developing, and we present all the development steps, from the specification to its implementation with the Protégé tool.
Year: 2021
Number Pages:
pp 975-985.
Author(s): Neto, J.; Morais, A.J.; Gonçalves, R.; Leça Coelho, A.
: Lecture Notes in Networks and Systems book series (LNNS)
Editor: Proceedings of Sixth International Congress on Information and Communication Technology
Volume:
216.
Keywords: Knowledge representation; Ontologies; Fire emergency; Ontology development; Knowledge model; Ontology; Fire building evacuation
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Forecasting contrasting coastal and estuarine hydrodynamics with OPENCoastS
Robust and accurate coastal forecasts require models to represent the relevant processes, prediction computa-tional tools and reliable computational resources. OPENCoastS is a free, open-source WebGIS platform to develop on-demand hydrodynamic forecast systems that started as a simple 2D engine. OPENCoastS provides a visuali-zation and download interface with in-situ and Sentinel satellite data comparison. 2D tidal, 2D wave & current interaction and 3D baroclinic flows are now included, forced by several atmospheric, oceanic and riverine forcings. Four applications demonstrate OPENCoastS
Year: 2021
Number Pages:
--.
Author(s): Oliveira, A.; Fortunato, A. B.; Rodrigues, M.; Azevedo, A.; Rogeiro, J.; Bernardo, S.; Lauvaud, L.; Bertin, X.; Nahon, A.; Jesus, G.; Rocha, M.; Lopes, P.
: Environmental Modelling and Software
Editor: Elsevier
Volume:
143 (não tem número).
Keywords: Baroclinic modeling; Wave and currents modeling; EOSC; Cross-scale; Unstructured grids; SCHISM; Forecast systems
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Multi-Agent-Based Recommender Systems: A Literature Review
Considering the growing volume of information and services available on the web, it has become essential to provide websites and applications with tools, such as recommender systems, capable of helping users to obtain the information and services appropriate to their interests. Due to the complexity of web adaptation and the ability of multi-agent systems to deal with complex problems, the use of multi-agent approaches in recommender systems has been increasing. In the present work, we make a thorough review of the use of multi-agent-based recommender systems. The review shows the diversity of applications of multi-agent systems in recommender systems, namely on what concerns the diversity of domains, different types of approaches and contribution to the performance improvement of the recommender systems.
Year: 2021
Number Pages:
pp 543-555.
Author(s): Neto, J.; Morais, A.J.; Gonçalves, R.; Leça Coelho, A.
: Lecture Notes in Networks and Systems book series (LNNS)
Editor: Proceedings of Sixth International Congress on Information and Communication Technology
Volume:
235.
Keywords: State-of-the-art; Literature review; Survey; Multi-agent systems; Recommender systems
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Multi-Hazard WebGIS Platform for Coastal Regions
The combined action of waves, surges and tides can cause flooding, erosion and dune andstructure overtopping in many coastal regions. Addressing emergency and risk management in theseareas require a combination of targeted campaigns and real-time data that measure all phenomena atstake and can be used to develop comprehensive monitoring platforms. These monitoring platformscan support the development of prediction tools that address all hazards in an integrated way. Herein,we present a methodology focused on multi-hazard coastal alert and risk, and its implementation in atailoredWebGIS platform. The MOSAIC platform offers a one-stop-shop capacity to access in-situ andremote sensing data, and hydrodynamic and morphodynamic predictions, supported by numericalmodels: SCHISM and XBeach. Information is structured on a local observatory scale, with regionalforcings available for the correct interpretation of local hazards effects. This implementation can befurther applied and extended to other coastal zones. The MOSAIC platform also provides access to adetailed database of past hazardous events, organized along several risk indicators, for the westerncoast of Portugal. The combination of features in the platform provides a unique repository of hazardinformation to support end-users for both emergency and long term risk planning actions.
Year: 2021
Number Pages:
16p.
Author(s): Rocha, M.; Oliveira, A.; Freire, P.; Fortunato, A. B.; Nahon, A.; Barros, J.; Azevedo, A.; Oliveira , F.; Rogeiro, J.; Jesus, G.; Martins, R.; Silva-Santos, P. M.; Tavares, A.; Oliveira, J. N.
: MDPI
Editor: Applied Sciences
Keywords: observatories; GIS; forecast systems; remote sensing; hydro-morphodynamic modeling; flood and erosion risk management; web platform
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Comunicação
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Uma aplicação de base de dados para o Cadastro Nacional de Infra-estruturas Hidráulicas
A pedido do Instituto da Água (INAG) foi desenvolvida uma aplicação informáticaconstituída por duas componentes: uma base de dados e uma interface gráfica.De acordo com o solicitado pelo cliente, e dado o pouco tempo disponível, esta primeiraversão da aplicação destina-se exclusivamente à introdução dos dados, não estando previstasquaisquer ferramentas de consulta ou interrogação. No entanto, a fim de facilitar a correcçãode eventuais erros de introdução de dados prepararam-se alguns relatórios que permitemvisualizar no monitor ou imprimir em papel, de uma forma concisa, todos ou parte dos dadosrecolhidos.Neste relatório descreve-se a estrutura dos dados e apresenta-se, de forma sucinta, ainterface construída para facilitar a introdução e visualização dos dados.
Year: 1998
Number Pages:
12 pp.
Author(s): Viseu, L; Pinto, R.; Santos, M. A.
Editor: APRH
Keywords: Infra-estruturas hidráulicas; Relatórios; Formulários; Tabelas; Bases de dados
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Management tools supporting flood emergency response
The flood emergency management at downstream valley demands the knowledge of several characteristics about dams, watershed, downstream valley and much more information. In order to make available this knowledge to water resources managers and civil protection authorities an integrated tool is being developed to help them in management and safety operations, either under normal exploitation or in an emergency situation. An auxiliary tool named Dam Map Generator and an integrated tool named DamInfo belonging to a larger information system are being developed in the framework of the NATO project - Dam Break Flood Risk Management in Portugal. These tools are using the Arade River in Southern Portugal as a case study. Dam Map Generator is a GIS application that helps users to generate new maps from the available base maps as well as to run dam break models and to visualize their results, namely the flooded areas for different scenarios of rupture. DamInfo is a database front-end and a GIS application. As a database front-end the users can consult and update the information concerning the dam and its safety structures, the emergency plans, and the other relevant information related to watersheds, reservoirs and the downstream valley. As a GIS application the user can visualize, inquire and combine the land use maps, demographic maps, topographic maps and flooded areas for different scenarios of rupture obtained from the dam break models. The database component of DamInfo is based on the client/server architecture and uses the relational model. The GIS component of DamInfo is currently based on a file server architecture and in the near future will be based on a client/server architecture. DamInfo runs under Windows 95 or Windows NT and follows Microsoft guidelines for creating well designed, visually and functionally consistent user interfaces. 1 Geographer
Year: 1997
Author(s): Gamboa, M.; Fernandes, J. P.; Viseu, L
Editor: ******
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A Database for Dam Safety Management
Dam safety management demands the knowledge of several characteristics about dams, reservoirs, downstream valleys and much more information. The present text presents a client-server database that is one of the components of an information system. This database is aimed at managing data related to dams, watersheds, reservoirs and the downstream valley. System analysis, as well as different implementation stages such as conceptual, logical, and physical design are discussed. Corresponding solutions are also presented.
Year: 1996
Author(s): Fernandes, J. P.; Andrade, M. J.
Editor: Downstream Valleys
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An Information System for Emergency Warning in a Dam Failure Event
N/A
Year: 1996
Number Pages:
137-142.
Author(s): Santos, M. A.; Fernandes, J. P.; Oliveira, R.; Gamboa, M.; Andrade, M. J.
Editor: ******
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Exploração de bacias experimentais
N/A
Year: 1996
Number Pages:
p. 161-171.
Author(s): Gamboa, M.
Editor: APRH
Volume:
II Vol..
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Política de Informação de Recursos Hídricos na União Europeia
N/A
Year: 1996
Number Pages:
p. 221-234.
Author(s): Santos, M. A.; Rodrigues, R.; Correia, F.N.
Editor: APRH
Volume:
Vol. II.
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O Plano Hidrológico Nacional de Espanha e os seus Reflexos na Bacia Portuguesa do Rio Guadiana
Portugal é um país dependente de Espanha em termos hídricos através do seus três maiores rios Douro, Tejo e Guadiana. Por isso, qualquer intervenção humana que possa vir a alterar o regime natural ou, pelo menos, o regime hidrológico actual destes rios terá, com certeza, reflexos significativos em Portugal. O Plano Hidrológico Nacional de Espanha (PHNE), que define a política de recursos hídricos naquele país e os meios para a sua implementação, em particular algumas transferências de água do Norte para as regiões desfavorecidas do Sul mediterrânico, é um instrumento poderoso que poderá vir a condicionar as afluências a Portugal naqueles três rios internacionais. Nesta comunicação apresenta-se de forma muito sumária o PHNE e fazem-se algumas considerações sobre os possíveis reflexos da sua implementação para a bacia portuguesa do Guadiana.
Year: 1994
Number Pages:
p. 1-20.
Author(s): Santos, M. A.; Ramos, C.M.; Rocha, J. S.
Editor: ******
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Engineering Risk in Regional Drought Studies
Drought problems must be analyzed and solved at a regional level. Drought studies must focus not only on the hydrological haracterization of the phenomena but also formulate the results in terms of engineering risk. In this paper concepts and methods to characterize droughts as regional processes are presented. The concepts of risk, reliability, resiliency and vulnerability are applied to characterize regional droughts and provide an engineering framework to deal with drought problems. A Portuguese river basin (rio Ave) is used to illustrate the concepts and techniques presented in the paper. A multivariate stochastic model is used to generate a synthetic series of monthly precipitation at six distinct regions defined in the river basin. Thirty-three years of monthly data are used to calibrate the parameters of this model. The generated series is used to perform the study of regional droughts from an engineering risk point of view.
Year: 1985
Number Pages:
pp 61-68.
Author(s): Correia, F.N.; Santos, M. A.; Rodrigues, R.
Editor: NATO ASI Series
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Books
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Advances in Water Resources Technology and Management
N/A
Year: 1994
Author(s): Tsakiris, G.; Santos, M. A.
Editor: ******
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Tese de Doutoramento
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A dependability framework for WSN-based aquatic monitoring systems
Wireless Sensor Networks (WSN) are being progressively used in several applicationareas, particularly to collect data and monitor physical processes.Moreover, sensor nodes used in environmental monitoring applications, suchas the aquatic sensor networks, are often subject to harsh environmental conditionswhile monitoring complex phenomena. Non-functional requirements,like reliability, security or availability, are increasingly important and must beaccounted for in the application development. For that purpose, there is alarge body of knowledge on dependability techniques for distributed systems,which provides a good basis to understand how to satisfy these non-functionalrequirements of WSN-based monitoring applications. Given the data-centricnature of monitoring applications, it is of particular importance to ensure thatdata is reliable or, more generically, that it has the necessary quality.The problem of ensuring the desired quality of data for dependable monitoringusing WSNs is studied herein. With a dependability-oriented perspective,it is reviewed the possible impairments to dependability and the prominentexisting solutions to solve or mitigate these impairments. Despite the varietyof components that may form a WSN-based monitoring system, it is givenparticular attention to understanding which faults can affect sensors, howthey can affect the quality of the information, and how this quality can beimproved and quantified. Open research issues for the specific case of aquaticmonitoring applications are also discussed.One of the challenges in achieving a dependable system behavior is to overcomethe external disturbances affecting sensor measurements and detect thefailure patterns in sensor data. This is a particular problem in environmentalmonitoring, due to the difficulty in distinguishing a faulty behavior fromthe representation of a natural phenomenon. Existing solutions for failuredetection assume that physical processes can be accurately modeled, or thatthere are large deviations that may be detected using coarse techniques, ormore commonly that it is a high-density sensor network with value redundantsensors.This thesis aims at defining a new methodology for dependable data qualityin environmental monitoring systems, aiming to detect faulty measurementsand increase the sensors data quality. The framework of the methodology isoverviewed through a generically applicable design, which can be employed toany environment sensor network dataset.The methodology is evaluated in various datasets of different WSNs, where it isused machine learning to model each sensor behavior, exploiting the existenceof correlated data provided by neighbor sensors. It is intended to explorethe data fusion strategies in order to effectively detect potential failures foreach sensor and, simultaneously, distinguish truly abnormal measurementsfrom deviations due to natural phenomena. This is accomplished with thesuccessful application of the methodology to detect and correct outliers, offsetand drifting failures in real monitoring networks datasets.In the future, the methodology can be applied to optimize the data qualitycontrol processes of new and already operating monitoring networks, and assistin the networks maintenance operations.
Year: 2019
Author(s): Jesus, G.
Keywords: Aquatic monitoring; Machine learning; Fault detection; Data quality; Dependability
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Proposta de Sistema de Aviso Multicanal para Emergências
As autoridades de proteção civil precisam de avisar as populações em situações de perigo, deforma rápida, previsível e atempada. Esta necessidade é particularmente notada, em situaçõesde emergência, como os desastres naturais ou tecnológicos, quando se pretende informar apopulação numa determinada área, das ações que devem executar para limitar os danospotenciais.O envio do aviso à população é habitualmente feito através de contactos porta a porta,altifalantes, sirenes, telefones, rádio, televisão e muitos outros canais de comunicação.Todavia, o envio do aviso através de um único destes canais possui limitações, nãoconseguindo satisfazer todos os requisitos desejáveis.Para a resolução deste problema é proposta e especificada uma arquitetura modular parasistemas de aviso que permite integrar redes de aviso baseadas em distintos canais decomunicação, permitindo o envio do aviso, de forma integrada através de diversos canais. Aadoção desta arquitetura permite construir um sistema de aviso baseado em múltiplos canaisde comunicação, um sistema de aviso multicanal.Para mostrar as possibilidades da arquitetura foram especificadas redes de aviso baseadas emdois canais de comunicação distintos: SMS e televisão digital. Para cada rede de aviso foramidentificadas limitações e propostas soluções, nomeadamente para o aumento da rapidez noenvio do aviso, melhoria na seletividade do envio, utilização da língua preferida dodestinatário, aumento do volume de mensagens que é possível enviar em tempo útil eintrodução de mecanismos de autenticação do aviso.Em particular, foi feita a caraterização analítica de uma rede móvel celular em dois cenáriosde desastre para tentar compreender o comportamento de uma rede de aviso suportada emSMS. Os resultados mostram que o SMS pode ser utilizado nalgumas situações, dependendodo número de pessoas na zona de risco.
Year: 2013
Number Pages:
p222.
Author(s): Fernandes, J. P.
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Modelação de dados geográficos aplicada ao planeamento e gestão de recursos hídricos
A aprovação e implementação da directiva-quadro da água (DQA) e de outras directivas europeias associadas impuseram alterações significativas aos métodos de planeamento e gestão de recursos hídricos e também aos critérios de uso, gestão e partilha de informação geográfica, nomeadamente os que pautam o relato ao sistema europeu de informação sobre águas (WISE) e a contribuição para a infra-estrutura europeia de informação geográfica (INSPIRE).Neste trabalho apresenta-se o processo de desenvolvimento e implementação de um modelo de dados geográficos (MDG) de suporte ao planeamento e gestão de águas superficiais que considerou requisitos técnicos, funcionais e legais. Os requisitos técnicos e funcionais aplicados à informação geográfica foram determinados com base nas normas internacionais aplicadas à especificação de informação geográfica, nomeadamente as da organização internacional de normalização (ISO) e as da infra-estrutura europeia de informação geográfica (INSPIRE). Os requisitos legais foram determinados por diplomas legais europeus e portugueses que estabelecem as metodologias de planeamento e gestão, conjuntos de dados geográficos, métodos de classificação, fluxos de análise, simbologia de apresentação de dados, entre outros.Destacam-se quatro casos de utilização do MDG: i) produção cartográfica; ii) análise espacial e modelação hidrológica e hidráulica; iii) relato ao WISE; e iv) suporte aos produtos resultantes da elaboração dos planos de gestão de região hidrográfica (PGRH).A metodologia utilizada no desenvolvimento do MDG baseou-se nas normas ISO 19103 e 19109, que preconizam quatro fases de desenvolvimento: i) declaração do universo de discurso; ii) modelo conceptual; iii) modelo lógico e iv) modelo físico de dados. Após a implementação do MDG num sistema de gestão de bases de dados geográficos procedeu-se ao seu carregamento com dados, tendo sido testadas e descritas as funcionalidades oferecidas pelo desenho do MDG no âmbito da aplicação ao planeamento e gestão de recursos superficiais.
Year: 2012
Number Pages:
p268.
Author(s): Charneca, N.
Keywords: Águas superficiais; Modelação de dados geograficos
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On the stochastic characterization of regional droughts
N/A
Year: 1981
Author(s): Santos, M. A.
Editor: ******
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Dissertações de Mestrado
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PAC:MAN - SISTEMA DE GESTÃO AO RISCO DE ACIDENTES DE POLUIÇÃO EM ZONAS COSTEIRAS
O efeito da poluição por derrames acidentais nos ecossistemas costeiros motivou a procura e o desenvolvimento de abordagens para planeamento e resposta atempados à emergência com o intuito de proteger os recursos aquáticos. Os sistemas de monitorização da poluição e de modelação existentes são utilizados de forma independente durante acidentes deste âmbito sem a eficácia pretendida. A prevenção do risco de derrame é, habitualmente, feita via planos de contingência com base em estudos simplistas não refletindo o dinamismo da informação nem permitindo o alerta atempado dos gestores costeiros devido ao uso de tecnologia desatualizada.Os sistemas de gestão de risco, testados com sucesso em desastres ambientais e humanitários, demonstram ser soluções promissoras. A sua adequação permite criar sistemas de gestão de risco mais específicos, como riscos de poluição e gestão da resposta á emergência em zonas costeiras. Esta inovação permite conjugar a modelação costeira de vanguarda para análise de risco, a riqueza de informação ambiental existente para a definição de indicadores de condições propícias á ocorrência de derrames e as tecnologias de comunicação. Obtém-se como resultado um conjunto de meios de alerta precoce e resposta mais eficiente e benéfica do ponto de vista da segurança das populações, da capacidade de atuação dos gestores costeiros e da manutenção dos recursos naturais costeiros.A adaptação dos módulos do sistema de gestão de risco de acidentes por rotura de barragens SAGE-B permitiu conceber um novo sistema de gestão de risco de poluição em zonas costeiras que incluiu um sistema de alerta precoce resultante da aplicação dos modelos, um sistema de aviso associado e uma base de dados com os recursos em risco e os meios de resposta à emergência para a análise da vulnerabilidade na Ria de Aveiro, obtendo-se uma nova metodologia genérica de planeamento e resposta para riscos de poluição costeira.
Year: 2012
Number Pages:
p91.
Author(s): Sousa, C.
Keywords: Sistemas tempo-real; Sistemas de informação; Sistema de alerta e aviso; Sistema de gestão de risco
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Processo Iterativo de Migração de Dados
Com a evolução das tecnologias de informação, a migração de dados legados é essencial para garantir o correcto funcionamento das novas aplicações. A eficiência e correcção das aplicações depende, fortemente, da qualidade dos dados armazenados.A criação de processos de migração de dados através da implementação de Software específico é bastante complexa. Por isso, é fundamental disponibilizar mecanismos de apoio à realização de tarefas de tratamento e migração de dados.A framework Ajax disponibiliza vários operadores para limpeza e transformação de dados. Não sendo uma ferramenta exclusivamente orientada para a migração de dados, pretende-se que a sua utilização na migração de um projecto real permita validar a respectiva aplicação. Todas as lacunas dos operadores do Ajax podem, assim, ser preenchidas através do refinamento e extensão da lógica dos operadores, nomeadamente, no suporte à identificação de registos errados e ao carregamento incremental de dados nos sistemas alvo.No âmbito do projecto gestBarragens, desenvolveu-se um processo de migração que inclui o carregamento de um sistema de informação legado e vários sistemas simples relacionados com informação acerca da segurança de barragens de betão em Portugal.
Year: 2008
Author(s): Barateiro, J.
Keywords: Grafo; Limpeza de dados; Qualidade de dados; Etl; Migração
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Workflow modeling using UML, Declarative Tools and WEB2.0
Manual translation of UML diagrams to programmatic code is tedious anderror prone. Many CASE tools allow computer code to be generated fromClass Diagrams, but fewer, if any, allow the transformation of Activity Dia-grams (ADs) in executable and workflow defining computer code.Our project aims at:
Year: 2008
Author(s): Gamito, R.
Keywords: Isco; Uml; Workflow
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Programas de Investigação
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Digital coast: a scientific proposal for it- based research in coastal regions for the next decade
This document corresponds to the Research Program and associated Post-Graduation Program elaborated by the author in the scope of the process of certification for the functions of coordination of scientific research, according to Decree-Law no. 124/99, of April 20th. This Research Program identifies several research themes for the next decade related to the application of information technologies in coastal science and innovation of research. The selection of these themes is framed in the scientific national and international context, focused in particular in the activity of LNEC in this area through the research of the Information Technology in Water and Environment research group, led by the applicant, in collaboration with other divisions of the Hydraulics and Environment Department. After a brief overview of the theme and presentation of the rationale for the development of this work, the national and global context for the Program is presented, wrapping up with the presentation of the research strategy for the Information Technology in Water and Environment research group. From this strategy, the two research areas of this Habilitation Program are identified and briefly described. The first area is the creation and development of reliable, cross-scale, multi-process, on-demand coastal forecast framework for oceans to hydrographic basin application, from hydrodynamics to biogeochemistry. The second area is the creation and development of intelligent, high-resolution, user centered and inclusive coastal digital twins. The two following chapters present the state-of-the-art in these two areas, the challenges to be overcome and the general roadmaps for the tools to be developed in the next decade to address the societal challenges in the coastal regions. The two Research Studies are presented next, organized along 19 projects. For each project, the applicant presents the rationale behind it, along with its goals, describes the methodologies for its implementation and the results to be generated. The resources necessary for its implementation along with the expected partnerships and adequate funding sources are also described. Finally, the Post-Graduation Program is presented, providing multiple M.Sc. and Ph.D. education opportunities framed in the previous Research Program. A total of 9 Ph.D. and 6 M.Sc. proposals are presented.
Year: 2022
Author(s): Oliveira, A.
Keywords: Collaboratories; Early-warning systems; Information quality and reliability; Data-based methodologies; Cross-scale modeling; Multi-process; Artificial intelligence; Hybrid forecast systems; Coastal Digital Twins
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Decision-support systems in water resources
N/A
Year: 1991
Number Pages:
152.
Author(s): Santos, M. A.
Editor: ******
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Relatório Científico
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CONNECT - Local coastal monitoring service for Portugal
This report proposes two cross-cutting methodologies for joint exploitation of information for monitoring and modeling in coastal regions taking advantage of the products developed and enhanced in the scope of the CONNECT project, namely the CONNECT coastal service (Rodrigues et al., 2024). The workflow for their implementation is demonstrated in the Tagus estuary taking advantage of the results of this project.The proposed cases are:1) a methodology for establishing forecast system grid limits based on the information provided by the in-situ and remote networks; and2) a methodology to support monitoring infrastructures.The analyses are conducted in a generic way, to be applied anywhere, and are then illustrated using the model forecasts and the in-situ and remote sensing data available at the CoastNet monitoring network (Castellanos et al. 2021; França et al. 2021). The demonstration sites, initially selected to be the Mondego estuary and Ria Formosa, were switched to the Tagus estuary. Indeed, while both the Tagus and the Mondego estuarieshave a similar in-situ network, their spatial scales are quite different (the Tagus estuary is much larger), and the application of the methodology using the available remote sensing data would be less effective in the Mondego. In the case of the Ria Formosa, in-situ data is not currently available for the relevant variables. Therefore, both methodologies will be demonstrated in the Tagus estuary.
Year: 2024
Author(s): Oliveira, A.; Rodrigues, M.; Fortunato, A. B.; Martins, R.; Jesus, G.
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A Cibersegurança em Portugal - Panorâmica organizativa e legislativa em 2022
As sociedades contemporâneas estão crescentemente dependentes das tecnologias de informação e de comunicação. Embora estas tecnologias tragam benefícios inegáveis às sociedades, aumentam as ameaças e os riscos que resultam da sua dependência. Por esse motivo têm sido tomadas medidas em Portugal para dotar o país de uma melhor resposta operacional a ciberataques. Sendo esta realidade pouco conhecida dos agentes da sociedade e da administração pública, este relatório apresenta uma panorâmica da situação atual da área de cibersegurança no plano organizativo e legislativo.
Year: 2023
Author(s): Fernandes, J. P.
Keywords: Cibersegurança; Ciberespaço; Risco; Ameaça
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Data management plan for the MOSAIC.pt project
This document presents the Data Management Plan (DMP) for the MOSAIC.pt project. MOSAIC.pt haschosen to participate in the Open Research Data pilot from FCT. Following the recommendationsprovided by the European Commission (EU, 2016), in the scope of making data FAIR, this DataManagement Plan (DMP) provides the approach to the following topics:
Year: 2020
Author(s): Oliveira, A.; Freire, P.
Keywords: Data Management Plan
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Sinergea
O projeto de I&D SINERGEA visa criar uma plataforma inteligente e inovadora de suporte àgestão integrada e otimizada da energia, da qualidade da água balnear e da inundação emcidades costeiras. Enquadrada no paradigma
Year: 2020
Author(s): Soares, A.; Rodrigues, H.; Nunes, J.; Oliveira, A.; David, L. M.; Rodrigues, M.; Jesus, G.; Fortunato, A. B.; Pinto, A.; Rogeiro, J.; Mendes, A.; Matos, J. S.; Santos Ferreira, F.; Barreiro, J.; Neves
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E6
In this report, we present a comparison of model performance indicators for severaloperational coastal forecast systems and structural engineering predictions and evaluationsexecuted in local workstations, in HPC cluster nodes and in a pilot cloud, aiming atcontributing to the best choice for the National Infrastructure for Scientific Computing.Results show that the scalability and flexibility of cloud computing resources makes theman attractive alternative for the implementation of multiple forecast systems using serial,non-MPI models, as well as for sensor data acquisition and processing applications.For MPI-based models, tests using cloud virtual machines with resources equal to or lowerthan the smaller physical bases performed well relative to the other resources. However, asthe cloud resources under testing did not reach the optimal number of processors for thepresent use cases, the HPC cluster remained the best option, as it fits better therequirements for the typical dimensions of computational grids for multi-scale (port toocean) analysis.Federated cloud resources allowed a better performance for small pool sizes, allowing thecombination of the processing power of several hosts. However, the performance doesscale very badly if the choice relies in any combination that uses many processes (by usingmany hosts or many processes within each host), even if we use resources with somehardware assistance.Further testing is still necessary to explore this possibility in detail, taking into account theneed to assure an adequate quality of service (QoS), especially to meet forecastingdeadlines and real-time streaming bandwidth.We conclude that an evolution from the current cluster setup to a cloud-based architecturewill satisfy most of our simulation requirements while offering a more flexible andaffordable computing environment.
Year: 2016
Author(s): Oliveira, A.; Rogeiro, J.; Azevedo, A.; Barateiro, J.; Rico, J.; Inês, A.
Keywords: Optimal performance; Numerical models; Forecast systems; Grid; Parallel computing; Cloud
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Execução do projeto PISCA
O presente relatório descreve a atividade realizada pelo Núcleo de Tecnologias da Informação em Engenharia Civil, no âmbito do processo
Year: 2016
Author(s): Barateiro, J.
Keywords: Ambientes distribuídos; Computação paralela
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ParFludan: Software paralelo para análise estrutural de elementos finitos
Ao longo dos anos recentes, a atividade desenvolvida nas áreas de engenharia tem-se apoiado cada vez mais na utilização de ferramentas de software apropriadas. Estas ferramentas são muitas vezes desenvolvidas especificamente para dar resposta a um problema muito bem definido, faltando-lhes a capacidade para resolver de forma eficiente problemas semelhantes computacionalmente mais exigentes. A paralelização destas ferramentas é uma das abordagens existentes para permitir aumentar a sua eficiência e aumentar a complexidade dos problemas admissíveis. Este relatório introduz o programa ParFludan, um programa paralelo para análise estrutural pelo método dos elementos finitos, que surgiu da necessidade de melhorar o desempenho do programa Fludan-RAS. Executado no cluster Medusa do LNEC, este novo programa permite tratar problemas de maior complexidade do que o original, com melhorias significativas ao nível dos tempos de execução. Além da descrição do processo de paralelização do programa original e das tecnologias para tal utilizadas, é também feita a análise do programa desenvolvido e são dadas instruções para a sua utilização, com o objetivo não só de facilitar a utilização do ParFludan como também deprovidenciar algumas linhas de orientação para a paralelização de outros programas em condições semelhantes.
Year: 2016
Author(s): Coelho, J.; Inês, A.
Keywords: Medusa; Análise estrutural; Elementos finitos; Paralelização
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Uso eficiente de memória em computação científica
A otimização de programas de computação científica é um problema extremamente relevante em engenharia pois uma otimização eficaz pode trazer ganhos de algumas ordens de grandeza em diversas dimensões: tempo de execução, memória utilizada, custo, precisão numérica, dimensão dos dados de entrada, tempo de programador, etc. Este relatório discute a otimização de memória e, em particular, pretende fornecer linhas de orientação para a otimização eficaz de um programa de computação científica em termos de memória. Descreve-se brevemente um modelo simples de um computador que permite compreender os conceitos mais relevantes da memória de um computador, e descrevem-se várias estratégias de otimização. Estas estratégias são discutidas e exemplificadas, e compiladas numa checklist com vista a ser percorrida e analisada aquando da otimização de memória de um programa de computação científica. É discutido um caso de estudo em que foi feita a análise dos objetivos da otimização e das características do programa. Feita esta análise foram escolhidas três estratégias da checklist que permitiram, com pouco esforço, resolver completamente o problema original.
Year: 2016
Author(s): Rico, J.; Inês, A.
Keywords: Computação científica; Otimização de programas; Memória
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Utilização do cluster Medusa a partir de ambiente Windows com o Eclipse
O LNEC mantém desde 2007 uma infraestrutura cluster, o Medusa, com o objectivo de proporcionar aos seus investigadores acesso a capacidades modernas de computação científica para resolução de problemas de engenharia. No entanto, algumas características do cluster têm atrasado a sua adoção generalizada pelos investigadores, sendo uma delas a necessidade de utilizar um ambiente Linux para interagir com o Medusa da forma convencional. Neste relatório é introduzida uma alternativa a esta forma convencional de utilização do Medusa, recorrendo ao ambiente de desenvolvimento integrado (IDE) Eclipse e à ferramenta Parallel Tools Platform (PTP), que permite evitar a interacção com o ambiente Linux e utilizar o cluster a partir de um ambiente mais familiar, como o Windows. A expetativa é que esta solução alternativa contribua para facilitar a transição dos investigadores para o Medusa, conduzindo a um melhor aproveitamento dos recursos computacionais disponíveis no laboratório e à exploração de novas possibilidades no domínio da resolução de problemas de cálculo complexos.
Year: 2015
Author(s): Inês, A.; Coelho, J.
Keywords: Eclipse; Computação paralela; Medusa
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Deliverable 4.3.5 Real-time monitoring and forecast platform to support early warning of faecal contamination in recreational waters
Controlling urban floods and managing direct discharges of effluents intoreceiving waters from combined sewer overflows (CSO) are two majorchallenges faced by urban water management utilities. Discharges from largecities can have significant environmental impacts on marginal water bodies,affecting the quality of life in general, and recreational activities in particular(Marsalek and Rochfort, 2004; David and Matos, 2005; Passerat et al., 2011).These impacts can be exacerbated by climate change. First, the growingmagnitude and frequency of extreme precipitation events (Groisman et al.,2005; Frei et al., 2006) will increase the number and severity of the discharges.Secondly, sea level rise and the resulting increase of salinity intrusion into thesewers can degrade the performance of wastewater infrastructures, affectinggate and pump operations and advanced biological wastewater treatmentprocedures.The ability to jointly manage an entire urban drainage and treatment system,towards an efficient and environmental-friendly operation of theseinfrastructures in a climate-change context, is often limited by the lack ofreliable real-time information. Existing information systems are frequentlydevoted to specific parts of the network, lacking synoptic and cross-domaindata. In addition, data and prediction tools are usually focused on physicalvariables alone. Water quality information is, at best, supported by verysimple modelling approaches and limited sensors. More often, thisinformation is sparse and not organized to provide efficient command andcontrol procedures, taking into account climate change effects in the variousdomains.Timely prediction and monitoring of environmental conditions, as well asanticipation of hazardous events, are essential parts of recreational watersmanagement. Monitoring and forecasting platforms can provide the necessaryinformation for safe and efficient economic activities, and the protection ofvaluable natural assets, including the preservation of ecosystems andrecreational areas.To this end, an innovative, real-time, coupled urban and estuarine platformwas developed to support the integrated water quality management ofwastewater systems, from the upstream catchment to the receiving waters.The platform efficiently integrates the monitoring and modelling of thedifferent physical and water quality processes from the catchment to thereceiving waters, at the appropriate spatial and temporal scales. It providesreal-time web access to on-line hydrodynamic and water quality monitoringnetworks and short-term model predictions, based on a coupled modellingsystem that includes relevant interactions between the urban drainage systemand the receiving waters, automatically compared with available on-linenetwork data. This innovative decision support tool for urban drainagesystems management is organized to provide tailor-made, automatic servicesto support the major operation tasks, drilled-down to the necessary details fordecision support.The forecasting engine behind the platform provides hydrodynamic andfaecal contamination predictions in all components of the systems (drainagenetwork, wastewater treatment plant and estuary), accounting for allinteractions between them. Prediction models are forced by regional forecastswhenever possible, and by real-time data otherwise. The accuracy of thepredictions is verified through continuous, automatic comparison with datafrom the innovative on-line monitoring network, including both physical andwater quality sensors (Rodrigues et al., 2014).Based on the platform
Year: 2014
Number Pages:
P18.
Author(s): Oliveira, A.; Rogeiro, J.; Jesus, G.; Fortunato, A. B.; David, L. M.; Rodrigues, M.; Costa, J.; Mota, T.; Gomes, J. L.; Matos, R. S.
Keywords: Real-time monitoring and forecast platform to support early warning of faecal contamination in recreational waters
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Outro
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PAC:MAN
O projecto PAC:MAN é coordenado pela Doutora Anabela Oliveira (LNEC) e inclui uma equipa de investigadores do Laboratório Nacional de Engenharia Civil (Instituição proponente), Centro Interdisciplinar de Investigação Marinha e Ambiental e Universidade de Aveiro. Este projecto tem como objectivos investigar: (i) os dados de acidentes passados para desenvolver e validar um conjunto de indicadores ambientais de condições atmosféricas e oceanográficas propícias à ocorrência de derrames; (ii) a capacidade e eficiência do sistema de modelação de elevada precisão para prevenção e previsão do risco de derrame, incluindo todos os processos de transformação de óleo na zona costeira; (iii) a fiabilidade, vantagens e escalabilidade de um sistema de alerta baseado em novas tecnologias móveis; e (iv) o modocomo estes vários aspectos inovadores podem ser integrados num sistema de gestão de risco para alerta precoce e aviso da ocorrência de derrames nas zonas costeiras. Na fase inicial do projecto foi feita a análise de dados in situ e de deteção remota para acidentes de poluição na plataforma continental Ibérica e zona costeira, para apoiar o desenvolvimento de indicadores de condições propícias à ocorrência de acidentes com embarcações que ultimamente poderão conduzir ao derrame de hidrocarbonetos. Estes indicadores foram validados para a Ria de Aveiro, a qual foi escolhida pela sua enorme importância ambiental e económica. Foi definido um conjunto de cenários, aos quais estão associados os resultados duma análise de vulnerabilidade local. Os cenários foram utilizados para avaliar a capacidade dos modelos detalhados de serem aplicados na análise de risco, e para desenvolver uma nova metodologia de prevenção deste tipo de riscos. Este sistema de modelação de derrames simula os processos relevantes em escalas adequadas e está acoplado com um sistema de modelação da circulação forçada conjuntamente por ondas, correntes evento. A metodologia proposta será a base para um sistema inovador de alerta precoce que combina de modo eficiente as condições ambientais propícias à ocorrência de acidentes com previsões detalhadas do percurso e da transformação das plumas de poluentes. Este sistema de alerta irá alimentar um sistema de aviso, o qual será analisado em termos de eficiência e escalabilidade para números crescentes de utilizadores. Os dois sistemas serão ligados através de um sistema de gestão do risco, adaptado para derrames a partir de um sistema proposto na literatura. Esta infra-estrutura incluirá uma base de dados dos elementos físicos em risco e dos recursos de resposta à emergência, e será customizado para a análise de vulnerabilidade daRia de Aveiro. O resultado final do projecto será uma nova metodologia de planeamento e resposta para riscos de poluição costeira genérica, baseada nas várias ferramentas e análises propostas.
Year: 2014
Number Pages:
24pp.
Author(s): Epifânio, B.
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PAC:MAN - Pollution accidents in coastal areas: a risk management system (ref. PTDC/AAC-AMB/113469/2009)
Os impactos dos derrames acidentais das últimas décadas têm impulsionado o desenvolvimento e a implementação de diversas abordagens para planeamento e resposta à emergência de poluição dos meios aquáticos, incluindo sistemas de monotorização da poluição e sistemas de modelação. Os sistemas de gestão d risco, que foram aplicados com sucesso para tsunamis e inundações de rotura de barragens, podem ser usados para providenciar um enquadramento para riscos de poluição que permita a proteção eficaz dos recursos costeiros.Os objetivos do projeto PAC:MAN são investigar: 1) os dados de acidentes passados para desenvolver e validar um conjunto de indicadores ambientais de condições atmosféricas e oceanográficas propícias à ocorrência de derrames; 2)a capacidade e eficiência de sistemas de modelação de elevada precisão para prevenção e previsão do risco de derrame, incluindo todos os processos de transformação do óleo na zona costeira; 3) a fiabilidade, vantagens e escalabilidade de um sistema de alerta baseado em novas tecnologias móveis; 4) a capacidade dos sistemas de tecnologias de informação para integrar e disponibilizar informação ambiental relevante sobre os elementos ecológicos em risco; e 5) o modo como estes vários aspectos inovadores podem ser integrados num sistema de gestão de risco para alerta precoce e aviso da ocorr~encia de um derrame nas zonas costeiras.
Year: 2014
Number Pages:
6pp.
Author(s): Boer, S.
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PAC:MAN - Pollution accidents in coastal areas: A risk management system (ref. PTDC/AAC-AMB/113469/2009)
Os impactos dos derrames acidentais das últimas décadas têm impulsionado o desenvolvimento e a implementação de diversas abordagens para planeamento e resposta à emergência de poluição e sistemas de modelação.Os sistemas de gestão de risco, que foram aplicados com sucesso para tsunamis e inundações de rotura de barragens, podem ser usados para providenciar um enquadramento para riscos de poluição que permita a proteção eficaz dos recursos costeiros. Os objetivos do projeto PAC:MAN são investigar:1) os dados de acidentes passados para desenvolver e validar um conjunto de indicadores ambientais de condições atmosféricas e oceanográficas propícias à ocorrência de derrames;2) a capacidade e eficiência de sistema de modelação de elevada precisão para prevenção e previsão do risco de derrame, incluindo todos os processos de transformação do óleo na zona costeira; 3) a fiabilidade, vantagens e escalabilidade de um sistema de alerta baseado em novas tecnologias móveis; 4) a capacidade dos sistemas de tecnologias de informação para integrar e disponibilizar informação ambiental relevante sobre os elementos ecológicos em risco; 5)o modo como estes vários aspectos inovadores podem ser integrados num sistema de gestão de risco para alerta precoce e aviso da ocorrência de um derrame nas zonas costeiras.
Year: 2014
Number Pages:
6pp.
Author(s): Rogeiro, J.
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Ficheiro de Substituição
N/A
Year: 2007
Author(s): Gamito, R.
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Risco e gestão de crises em vales a jusante de barragens
N/A
Year: 1998
Author(s): Quintela, A.; Pinheiro, A.; West, C.; Gamboa, M.
Editor: ******
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