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Implementation of an early warning system in urban drainage infrastructures for direct discharges and flood risk management
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Combined sewer systems are often unable to respond adequately to rising watervolumes draining from urban areas during rainfall events, resulting in frequentdirect discharges into receiving waters and floods, with severe environmentaland economic impacts. Despite stricter legislation on pollution control and floodrisk assessment, there are still some challenges regarding the development ofearly warning systems based on water quality issues and fully integrated models.An innovative, real-time urban warning system for flooding and pollution eventswas built for the Alcântara basin (the largest in Lisbon), to provide timelyinformation to wastewater management entities and to civil protection services.The platform provides real-time access to monitoring data and, based on 48-hourprecipitation forecasts, predicts the performance of the system through theintegrated use of mathematical models for both drainage network and estuary.Predictions are automatically compared and validated with on-line data. Thispaper presents the overall design of the system and main results obtained thusfar. The analysis of the system shows the ability of the integrated models torepresent the main spatial and temporal patterns observed, effectively predictingthe system response to precipitation events and estimating volumes dischargedinto the water bodies and their average pollution loads. Furthermore, the overall results strongly indicate UV-Vis spectra to be reliable for TSS and CODestimation in sewer systems.
Ano: 2014
Número Páginas:
p10.
Autor(es): Matos, R.; Ferreira, F.; Matos, J. S.; Oliveira, A.; David, L. M.; Rodrigues, M.; Jesus, G.; Rogeiro, J.; Costa, J.; Mota, T.; Brito, R.; Póvoa, P.; David, C.; Santos, J.
Keywords: Urban floods; Wastewater systems; Real time monitoring; Uv-vis; Integrated modelling; Early warning systems
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Evaluation of single waves effects on the morphology evolution of a coastal lagoon inlet
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In morphodynamic simulations of coastal lagoons should be included the several processes that contribute tosediment transport and consequently to bathymetric changes. The individual contribution of the tidal currents,waves, wind and rivers discharge should be considered to better characterize the study area evolution. In thework presented herein, an evaluation of single wave effects on the bathymetric changes of a coastal inlet ispresented, by neglecting the forcing of wind and rivers discharge in the numerical simulations and filtering thechanges produced by the tidal currents. The bathymetric changes, the residual sediment fluxes and thesedimentation rates induced by eight monochromatic waves at the inlet were analyzed. It was concluded that theinfluence of the simulated waves on the morphodynamics is restricted to the inlet and adjacent nearshore.Additionally, the changes in the bathymetry and residual sediment transport are strongly dependent on the waveheight forcing rather than on their frequency of occurrence. These conclusions emphasize the importance ofindependently analyze each wave, to better understand its impact in coastal systems dynamics.
Ano: 2011
Número Páginas:
1155-1159.
Autor(es): Plecha, S.; Silva, P. A.; Oliveira, A.; Dias, J. M.
Revista: Journal of Coastal Research
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Impact of seasonal bathymetric changes and inlet morphology on the 3D water renewal and residence times of a small coastal stream
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The sustainable management of small, intermittent coastal systems is a challenging task due to the strongmorphological dynamics of their inlets, which causes hydrodynamics, morphodynamics and water renewal to behighly variable, at both seasonal and shorter time scales. This strong variability makes these coastal systems verysensitive to pollution events because the consequences of these events may differ significantly depending on thebathymetry at the time they occur. Here, a 3D modeling-based study of the water renewal variability of a smallcoastal system, the Aljezur stream, is presented, targeting 1) the impact of different measured bathymetricconditions, different seasonal forcings and processes included in its water renovation, and 2) the confirmation ofthe small role of light in the decay of fecal coliforms on the stream. The analysis is conducted for 4 distinctscenarios, including two real settings, using a 3D baroclinic model and an associated particle model. Resultsconfirm the major role of bathymetry on the residence times of the Aljezur stream, leading to 100% differences.Wind is shown to have a significant impact on the water renovation, as well as the instant of particle releasewithin the tidal cycle. A low permanence of particles in the upper layer of the water column, defined throughlaboratory experiments using the stream water, confirmed the small importance of light in promoting fecalbacteria decay in this stream.
Ano: 2011
Número Páginas:
1555 - 1559.
Autor(es): Oliveira, A.; Rodrigues, M.; Fortunato, A. B.; Guerreiro, M.
Revista: Journal of Coastal Research
Volume:
SI64.
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Designing Digital Preservation Solutions:A Risk Management-Based Approach
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Digital preservation aims to keep digital objects accessible over long periods of time, ensuring the authenticity and integrity of these digital objects. In such complex environments, Risk Management is a key factor in assuring the normal behaviour of systems over time. Currently, the digital preservation arena commonly uses Risk Management concepts to assess repositories. In this paper, we intend to go further and propose a perspective where Risk Management can be used not only to assess existing solutions, but also to conceive digital preservation environments. Thus, we propose a Risk Management-based approach to design and assess digital preservation environments, including:·the definition of context and identification of strategic objectives to determine specific requirements and characterize which consequences are acceptable within the identified context;·the identification, analysis and evaluation of threats and vulnerabilities that may affect the normal behaviour of a specific business or the achievement of the goals and conformance to the requirements identified in the context characterization; and,·definition of actions to deal with the risks associated with the identified threats and vulnerabilities.We generalize and survey the main requirements, threats, vulnerabilities and techniques that can be applied in the scope of digital preservation.
Ano: 2010
Número Páginas:
4-17pp.
Autor(es): Barateiro, J.; Antunes, G. J.; Freitas, F.; Borbinha, J. L.
Revista: International Journal of Digital Curation
Editor: Digital Curation Centre
Volume:
Vol 5, No 1.
Keywords: Digital threats; Digital preservation
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Sensitivity analysis of a morphodynamic modelling system applied to a coastal lagoon inlet
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This work investigates the recent morphological changes at the inlet of a complex coastal system (Ria de Aveiro lagoon, Portugal). This study was carried out usingbathymetric data analysis and numerical simulationsobtained with the 2DH morphodynamic modelling systemMORSYS2D. The present simulations considered only tidalforcing, and a sensitivity analysis was performed by tuningthe formula used to compute the sediment transports. Anon-uniform sediment grain size distribution for the Ria deAveiro inlet is considered in the numerical simulations,based on surveys performed in this area. The model resultsare analysed to assess if they resemble the observed trendsof erosion and deposition, as calculated from bathymetricdata. A quantitative analysis of the differences between thebathymetric changes obtained through surveys and thenumerical results over a period of 3 years consideringdifferent sediment transport formulations shows that theformulations of Ackers and White (1973) and Engelundand Hansen (1967) are the ones that best describe themorphodynamic changes driven by tides in the Ria deAveiro inlet.
Ano: 2010
Número Páginas:
275
Autor(es): Plecha, S.; Silva, P. A.; Vaz, N.; Bertin, X.; Oliveira, A.; Fortunato, A. B.; Dias, J. M.
Revista: Ocean Dynamics
Editor: Springer-Verlag
Volume:
60 (2).
Keywords: Morphodynamics . sensitivity analysis . tidal inlet .aveiro lagoon
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Addressing Digital Preservation: Proposals for New Perspectives
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Digital preservation aims at maintaining digital objects accessibleover long periods of time, ensuring the authenticity and integrityof these digital objects. In this paper, we propose three differentapproaches to address the digital preservation problem. First, wesurvey the main requirements specific to the preservation arena.Next, we show how digital preservation can be approached as aspecific case of System of Systems Engineering. Then, weintroduce Enterprise Architecture as a framework which isregularly used to assist information systems design andmaintenance, but can also be applied to System of Systems andconsequently to digital preservation. Finally, in such complexenvironments, Risk Management is a key factor to assure thenormal behavior of systems along time. Thus, we propose a RiskManagement based approach to design and assess digitalpreservation environments, enclosing the definition of context andrequirements, and the identification of threats and vulnerabilities,to be used as the basis of the definition of actions to deal with therisks associated with those threats and vulnerabilities. Wegeneralize and survey the threats, vulnerabilities and techniquesthat can be applied in the scope of digital preservation.
Ano: 2009
Autor(es): Barateiro, J.; Antunes, G. J.; Borbinha, J. L.
Keywords: Interoperability; Data grids; Dependability; Digital preservation; Digital libraries
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Challenges on preserving scientific data with data grids
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The emerging context of e-Science imposes new scenarios and requirements for digital preservation. In particular, the data must be reliably stored, for which redundancy is a key strategy. But managing redundancy must take into account the potential failure of component. Considering that correlated failures can affect multiple components and potentially cause a complete loss of data, we propose an innovative solution to manage redundancy strategies in heterogeneous environments such as data grids. This solution comprises a simulator that can be used to evaluate redundancy strategies according to preservation requirements and supports the process to design the best architecture to be deployed, which can latter be used as an observer of the deployed system, supporting its monitoring and management.
Ano: 2009
Autor(es): Barateiro, J.; Antunes, G. J.; Freitas, F.; Borbinha, J. L.
Editor: ACM
Keywords: Redundanct; Digital preservation; E-science; Data grids; Simulation
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Designing digital preservation solutions: a risk management based approach
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Digital preservation aims at maintaining digital objects accessible over long periods of time, ensuring the authenticity and integrity of these digital objects. In such complex environments, Risk Management is a key factor to assure the normal behaviour of systems along time. Currently, the digital preservation arena commonly uses Risk Management concepts to assess repositories. In this paper, we intend to go beyond and propose a perspective where Risk Management can be used to assess existing solutions, but also to conceive digital preservation environments. Thus, we propose a Risk Management based approach to design and assess digital preservation environments, enclosing: (i) the definition of context and identification of strategic objectives to determine specific requirements and characterize which consequences are acceptable within the identified context; (ii) the identification, analysis and evaluation of threats and vulnerabilities that may affect the normal behaviour of a specific business or the achievement of the goals and conformance to the requirements identified in the context characterization; and, (iii) definition of actions to deal with the risks associated with the identified threats and vulnerabilities. We generalize and survey the main requirements, threats, vulnerabilities and techniques that can be applied in the scope of digital preservation.
Ano: 2009
Autor(es): Barateiro, J.; Antunes, G. J.; Freitas, F.; Borbinha, J. L.
Keywords: Digital preservation; Risk management
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Digital Preservation of Heterogeneous Data
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Digital preservation aims at maintaining digital objects and making data accessible over long periods of time. The emerging context of e-Science imposes new scenarios and new requirements for digital preservation. This paper presents the main issues, current solutions and prominent projects for digital preservation and e-Science data management. Finally, it presents the problem to be addressed, the solutions to explore, the proposed methodology and expected contributions of the associated PhD work.
Ano: 2009
Autor(es): Barateiro, J.
Editor: IEEE Technical Committee on Digital Libraries
Volume:
Volume 5 Issue 2.
Keywords: Digital preservation; E-science
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Long-term data management and the safety of large civil engineering structures
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Large civil engineering structures are continuously monitored to assure their structural safety. The Portuguese National Laboratory for Civil Engineering currently monitors several types of structures, likeconcrete dams, bridges or other transportation infrastructures. The consequences of a structural failure are potentially catastrophic, varying from lossof life or environmental damage to high economic impacts. The management and preservation of structural monitoring data is crucial to support decisions concerning the structural safety. However, preserving data also entails several risks and threats
Ano: 2009
Autor(es): Barateiro, J.; Santos, J.; Mata, J.; Borbinha, J. L.; Antunes, G. J.
Keywords: Digital preservation; Structural safety
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Comunicações
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OpencoastS.pt
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A necessidade de prever eventos extremos e de antecipar os seus impactos tem motivado o desenvolvimento de sistemas de previsão em tempo real. A operação destes sistemas é, no entanto, exigente, quer no estabelecimento de novos casos, quer na sua manutenção com fiabilidade e robustez, limitando a sua adoção generalizada para a totalidade das zonas costeiras. Para ultrapassar esta lacuna, o LNEC e o LIP desenvolveram uma plataforma para estabelecer, de forma interativa, um sistema de previsão em tempo real da circulação de um trecho costeiro à escolha do utilizador. Esta aplicação, designada OPENCoastS.pt, permitirá apoiar a gestão da zona costeira, antecipar eventos de perigo e planear a resposta de emergência. A aplicação é baseada no WIFF
Ano: 2017
Número Páginas:
19p.
Autor(es): Teixeira, J.; Rogeiro, J.; Oliveira, A.; Fortunato, A. B.; Azevedo, A.; Rodrigues, M.; Gomes, J.; David, M.
Revista: http://www.pianc.pt/Jornadas_novembro_2017/22AOliveira.pdf
Editor: PIANC
Keywords: OPENCoastS; Water; WIFF
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Plataforma interativa e integradora para previsão em tempo real e gestão do risco de inundação
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Apresenta-se uma plataforma WebSIG inovadora para suporte à gestão do risco de inundação, da bacia hidrográfica até ao oceano, incluindo a dimensão urbana. Permitindo acesso diferenciado e produtos customizados para vários utilizadores, esta plataforma oferece um acesso central a toda a informação útil para a gestão da inundação, quer para o planeamento, quer para situações de emergência. Baseia-se no acoplamento de vários modelos que simulam todos os processos geradores de inundação: marés, sobreelevação de origem meteorológica, agitação marítima, caudal fluvial, drenagem urbana e precipitação. Este sistema de modelação está integrado na plataforma de previsão em tempo real do LNEC: WIFF - Water Information Forecast Framework que produz diária e automaticamente previsões a 48 horas da inundação no caso de estudo escolhido. Estas previsões são depois disponibilizadas numa plataforma WebSIG, através de um conjunto de produtos, como séries temporais de mapas de previsão e de grandezas em pontos pré-selecionados (sensores virtuais). Oferece ainda serviços de comparação automática com dados em tempo real e sistemas de alerta. Ilustra-se esta plataforma numa aplicação à inundação no estuário do Tejo, com alertas customizados para a Proteção Civil
Ano: 2017
Número Páginas:
4p.
Autor(es): Oliveira, A.; Fortunato, A. B.; Freire, P.; Rogeiro, J.; Azevedo, A.; Rodrigues, M.; David, L. M.; Alves, E.; Mendes, A.
Revista: 7.º Seminário APRH-Núcleo Regional Norte, V.N.Gaia
Editor: APRH
Keywords: Sistema de alerta; Mapas de inundação; Modelação integrada; Previsão em tempo real; Plataforma web
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Plataforma integrada WebSIG para apoio à gestão da emergência em eventos de inundação em estuários
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A inundação das margens estuarinas deve-se normalmente a condições meteooceanográficasextremas, nomeadamente níveis elevados de maré, grandes descargas fluviais etempestades marítimas. Muitas cidades localizam-se em margens estuarinas, estando assimvulneráveis a inundações, problema que é agravado pelas alterações climáticas. Para apoiar a gestãodo risco e da resposta a estes eventos, desenvolveu-se uma plataforma WebGIS inovadora, e aplicouseao estuário do Tejo. Esta plataforma disponibiliza alertas baseados em previsões em tempo real dosprocessos relevantes, devidamente aferidas com dados em tempo real. A plataforma foi concebidapara os agentes de proteção civil, desde os operacionais até às estruturas de gestão. Providencia emparticular: 1) diferentes níveis de detalhe e modos de representação da inundação estuarina; 2)resultados específicos das previsões em pontos críticos da margem; 3) diferentes boletins de alertapara escalas espaciais distintas; e 4) acesso rápido e georreferenciado à informação através de umaúnica interface. Esta comunicação apresenta esta plataforma e a sua aplicação ao estuário do Tejo
Ano: 2016
Número Páginas:
121-124pp..
Autor(es): Oliveira, A.; Rogeiro, J.; Gomes, J. L.; Pinto, P.; Fortunato, A. B.; Freire, P.; Costa, R.; Sá, L.; Pablo, R.; Mendes, A.
Revista: Actas das 4as Jornadas de Engenharia Hidrografica
Editor: Instituto Hidrografico
Volume:
n/a.
Keywords: Plataforma WebGIS; Sistema de alerta; Previsão em tempo real; Inundação
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Analysis of federated enterprise architecture models
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Enterprise architecture models support decision-making as they help organizations to understand, communicate and analyse how business processes are performed, the goals they achieve, the information they use, as well as the applications that realize the business, and the supporting technological infrastructure. The integrated analysis of these models is not straightforward because it cross-cuts different domains that are described using heterogeneous concepts. This paper explores the application of ontologies to analyse enterprise architecture models. Ontologies represent knowledge that can be analysed using computational inference. The contributions of this paper are (1) the specification of multiple enterprise architecture models as ontological schemas, (2) the integration of ontological schemas, and (3) the analysis of the integrated models. The solution artefact consists of a federated model specified as a set of ontologicalschemas described in OWL-DL that integrates multiple enterprise models and assists their analysis usingcomputational inference. The paper demonstrates the application of the federated model to the ArchiMatelanguage as a means to assess the compliance of business requirements in a civil engineering scenario.
Ano: 2015
Número Páginas:
1-14pp.
Autor(es): Antunes, G. J.; Barateiro, J.; Caetano, A.; Borbinha, J. L.
Editor: AIS
DOI:
10.18151/7217268
Keywords: Model integration; Model analysis; Ontology; Enterprise architecture
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Improving sensor-fusion with environmental models
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This paper presents an algorithm to improve sensor fusion results in outdoor WSNs using environmental models to redefine periodically which sensors to use and the amount of weight for each particular sensor in the fusion solution. Using daily forecast simulations of the monitored environment dynamics, clusters of sensor nodes sharing data correlation can be defined, for priority sensor selection in a fusion algorithm. The strategy was validated in an operational aquatic sensor network comprised of several sensors scattered over a multiple square Kilometers area.It allowed the use of geographically separated nodes with confidence and sometimes even in alternative of closer nodes, unlike most fusion approaches that use quasi-redundant information provided by nearby sensor nodes. This approach represents a major step in the creation of a framework to assess the validity of the monitoring dats in WSNs.
Ano: 2015
Número Páginas:
1839-1842pp..
Autor(es): Jesus, G.; Oliveira, A.; Azevedo, A.; Casimiro, A.
Editor: IEEE
Volume:
978-1-4799-8202.
Keywords: Sensor Quality; Faulty Sensors; Outdoor wsns; Data Fusion
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Molines - towards a responsive web platform for flood forecasting and risk mitigation
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This paper presents an innovative real-timeinformation system for enhanced support to flood riskemergency in urban and nearby coastal areas, targetingmultiple users with distinct access privileges. The platformaddresses several user requirements such as 1) fast, onlineaccess to relevant georeferenced information from wirelesssensors, high-resolution forecasts and comprehensive riskanalysis; and, 2) the ability for a two-way interaction with civilprotection agents in the field. The platform adaptsautomatically and transparently to any device with dataconnection. Given its specific purpose, both data protection andtailored-to-purpose products are accounted for through userspecific access roles. This paper presents the platform
Ano: 2015
Número Páginas:
1183
Autor(es): Gomes, J. L.; Jesus, G.; Rogeiro, J.; Oliveira, A.; Costa, R.; Fortunato, A. B.
Keywords: Risk mitigation
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Running high resolution coastal forecasts:moving from grid to cloud resources
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Computational forecast systems (CFS) are essential tools for daily and emergencycoastal management by providing water dynamics predictions, through integrationof numerical models and field data. The reliability of their predictions dependsgreatly on the parallel models
Ano: 2015
Número Páginas:
19p.
Autor(es): Rogeiro, J.; Azevedo, A.; Rodrigues, M.; Oliveira, A.
Editor: Civil-Comp Press
Keywords: cloud, grid, parallel computing, forecast systems, numerical models, optimal performance
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Sistema multi-escala de previsão em tempo real da dinâmica estuarina e costeira: desafios para a operacionalização em ambiente cloud e hpc
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Os sistemas de previsão em tempo real (SPTR) fazem previsões a escalas de tempo curtas, por integração de modelos e dados de campo, constituindo ferramentas de suporte à gestão costeira. Os SPTR devem utilizar modelos numéricos de grande precisão, que requerem ambientes de computação exigentes. O LNEC opera vários SPTR, que utilizam a Infraestrutura Nacional de Computação Distribuída. A computação cloud, que permite a utilização de máquinas virtuais utilizando servidores compartilhados e interligados através da Internet, surge agora como um paradigma alternativo. Os seus recursos podem ser disponibilizados como um serviço de computação, sendo uma alternativa para o processamento exigente dos SPTR. No entanto, não existe uma avaliação detalhada da cloud por comparação com estratégias convencionais para processamento dos SPTR. Apresenta-se aqui uma análise comparativa da performance de vários SPTR utilizando três abordagens distintas: workstations, Clusters e Cloud. Esta comparação foi elaborada em três aplicações de SPTR com diferentes exigências de computação: circulação na Ria de Aveiro; circulação acoplada a indicadores de contaminação fecal no estuário do Tejo; e circulação acoplada de ondas e correntes no mesmo estuário.A análise de performance foi efetuada nos três ambientes utilizando números crescentes de processadores. Para a gama de processadores comuns, as duas alternativas conduzem a tempos computacionais semelhantes, mostrando que a cloud é uma opção viável e atractiva.No entanto, as malhas de cálculo para a computação multi-escala (desde o oceano até à área portuária) requerem um número óptimo de processadores tipicamente superior. A evolução eficaz dos SPTR, baseados atualmente em estratégias de computação de elevada performance, para arquitecturas de cloud poderá assim requerer a integração de um maior número desses recursos através de federação. A performance destas simulações deverá, no entanto, ser analisada para assegurar que o tempo de comunicação entre recursos cloud não afeta significativamente o tempo necessário para as previsões.
Ano: 2015
Número Páginas:
15p.
Autor(es): Oliveira, A.; Rogeiro, J.; Azevedo, A.; Fortunato, A. B.; Costa, R.; Rodrigues, M.; Li., K; Pina, J.; Martins, J.; David, M.; Pina, J.; Gomes, J.
Editor: APRH
Keywords: Estuários; Cloud; Cluster; Computação; Previsão
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Ensuring reliable measurements in remote aquatic sensor networks
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During the last decades, private, governmental and non-profitable organizations have beendeveloping information systems to monitor, alert and manage environment-related emergencies[1]. Platforms, such as flood emergency alert and warning systems [2], comprise an extensivenetwork of sensors, a bundle of forecast simulations models, and decision-support modules thatrely largely on a robust and reliable perception of the conditions of the physical monitoringenvironment. Sensors provide this insight of the real world, where the notion of continuous timeand continuous values of implicated phenomena meet the computerized notion of discretemodel of time and discrete estimation of the real data.Complex and powerful forecast systems are now able to predict water levels or to trackstorm events with low errors, but they depend on a continuous confirmation with data. Realtimemonitoring data, such as surface water elevation, flow or precipitation depend solely onthe sensor hardware deployed at the water bodies (oceans, river, lakes, etc
Ano: 2014
Número Páginas:
8 pp..
Autor(es): Jesus, G.; Oliveira, A.; Casimiro, A.
Keywords: Water sensors; Sensors measurements
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Estrutura Ecológica Nacional
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A Estrutura Ecológica consagrada na legislação Portuguesa constitui um instrumento indispensável para um ordenamento do território de base ecológica. O objetivo do trabalho foi desenvolver uma especificação de informação geográfica que suportasse a delimitação e regulamentação do subsistema da paisagem água de forma a integrar a delimitação da estrutura ecológica nacional (EEN).A complexidade dos conceitos associados a este subsistema da paisagem implicou o desenvolvimento de uma especificação de informação geográfica para estruturar a base de dados geográficos (BDG) de suporte ao mapeamento da EEN. A representação geográfica dos objetos físicos recorreu a um modelo de dados geográficos descrito por via de UML (Unified Modeling Language).O modelo de dados foi implementado na BDG que integra diversos conjuntos de dados geográficos, tabelas alfanuméricas, regras topológicas, sistemas de referência geográfica e metadados (definições de conceitos) e simbologia para apresentação dos dados. Esta metodologia adotou os critérios expressos nas normas ISO 19100 sobre informação geográfica e as disposições de execução da infraestrutura europeia de informação geográfica INSPIRE. Os mecanismos de distribuição da informação geográfica são também abordados.Este trabalho integra-se no projeto de investigação PTDC/AUR-URB/102578/2008, financiado pela Fundação para a Ciência e a Tecnologia (FCT).
Ano: 2014
Número Páginas:
14p.
Autor(es): Charneca, N.; David, L. M.
Keywords: Estrutura ecológica; Subsistema da paisagem água; Especificação de informação geográfica; Modelo de dados geográficos
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Livros
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Advances in Water Resources Technology and Management
N/A
Ano: 1994
Autor(es): Tsakiris, G.; Santos, M. A.
Editor: ******
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Teses de Doutoramento
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A dependability framework for WSN-based aquatic monitoring systems
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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.
Ano: 2019
Autor(es): Jesus, G.
Keywords: Aquatic monitoring; Machine learning; Fault detection; Data quality; Dependability
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Proposta de Sistema de Aviso Multicanal para Emergências
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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.
Ano: 2013
Número Páginas:
p222.
Autor(es): Fernandes, J. P.
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Modelação de dados geográficos aplicada ao planeamento e gestão de recursos hídricos
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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.
Ano: 2012
Número Páginas:
p268.
Autor(es): Charneca, N.
Keywords: Águas superficiais; Modelação de dados geograficos
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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
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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.
Ano: 2012
Número Páginas:
p91.
Autor(es): 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
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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.
Ano: 2008
Autor(es): 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
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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:
Ano: 2008
Autor(es): 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
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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.
Ano: 2022
Autor(es): 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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Relatórios
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Seminário sobre A Hidroinformática em Portugal
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N/A
Ano: 2001
Autor(es): Rodrigues, A.
Editor: ******
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Contribuição do LNEC no âmbito do Projecto Pl@net - Aplicação multimédia no campo da educação ambiental
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N/A
Ano: 2000
Autor(es): Santos, M. A.; Fernandes, J. B.
Editor: ******
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Contribuição do LNEC no âmbito do Projecto Pl@net - Aplicação multimédia no campo da educação ambiental
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N/A
Ano: 2000
Autor(es): Santos, M. A.
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Colaboração com o NHE na elaboração do X Relatório de Progresso do projecto Nato "Dam Break Flood Risk Management in Portugal"
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N/A
Ano: 1999
Autor(es): GHI
Editor: ******
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Estudo de secas num quadro de flutuações climáticas
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N/A
Ano: 1998
Autor(es): Oliveira, R.; Alves, E.; Santos, M. A.
Editor: ******
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Estudo da interligação da base de dados DAMSAFE com um sistema de informação geográfica SIG
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N/A
Ano: 1997
Autor(es): Viseu, L.
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Modelação da Erosão e da Poluição Difusa em Países Mediterrâneos. Exploração de Bacias Experimentais
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N/A
Ano: 1996
Autor(es): Gamboa, M.
Editor: ******
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Participação da investigadora Maria Alzira Santos no NATO ARW sobre "Integrated Approaches to Environmental Data Management Systems"
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N/A
Ano: 1996
Autor(es): Santos, M. A.
Editor: ******
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Outros
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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.
Ano: 2014
Número Páginas:
24pp.
Autor(es): 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.
Ano: 2014
Número Páginas:
6pp.
Autor(es): 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.
Ano: 2014
Número Páginas:
6pp.
Autor(es): Rogeiro, J.
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Ficheiro de Substituição
N/A
Ano: 2007
Autor(es): Gamito, R.
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Risco e gestão de crises em vales a jusante de barragens
N/A
Ano: 1998
Autor(es): Quintela, A.; Pinheiro, A.; West, C.; Gamboa, M.
Editor: ******
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