Método para detecção automática de vórtices

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dc.contributor.advisor-co1Samatelo, Jorge Leonid Aching
dc.contributor.advisor1Aquije Chacaltana, Julio Tomás
dc.contributor.authorFreguete, Larissa Marques
dc.contributor.referee1Rigo, Daniel
dc.contributor.referee2Carvalho, Nelson Violante
dc.contributor.referee3Acuña, Joel Rojas
dc.date.accessioned2018-08-01T23:57:58Z
dc.date.available2018-08-01
dc.date.available2018-08-01T23:57:58Z
dc.date.issued2016-10-20
dc.description.abstractIn the ocean, the vortices are related to western boundary currents, as the Brazil Current, that are confessedly the currents with the highest intensity. These currents have a quite vortex generation potential either being caused by barotropic or baroclinic instabilities. Hence, the goal of this work was the development of a vortex automatic detection technique by using the 3D velocity fields from de computational model HYCOM (HYbrid Coordinate Ocean Model). Without a lack of generality, the study region is the area delimited by the latitudes of 19oS - 26oS and the longitudes of 35oO - 50oO as being a site of big occurrence of vortices. The HYCOM velocity field is analyzed by layers and the localization of a existing singularity in the de velocity field is accomplished by the Poincaré Index (IP). The type of singularity is identified by using a linear dynamic model that takes in consideration the singularity’s neighborhood informations. In this work are presented three different techniques to quantify the IP. The first technique uses only the orientation field values from the velocity field, the second uses a line integral in a closed curve, and the third one uses a surface intengral. A numeric code was built and the three techniques compared by using a diagnostic assessment method. The techniques performances was evaluated considering a HYCOM velocity database where the occurring singularities was labelled manually. The measurement of the techniques performance is based on the sensibility (REC) and precision (PRE) metrics. The metrics results show the technique 3 has the best performance to identify the vortices (PRE = 73.96%, REC = 96.01%). A quasi-stationary was identified in the Cabo de São Tomé area. The vortices presented a well-developed vertical profile that reaches depths higher than 2000 m and a time length of 11 days.eng
dc.description.resumoNo oceano, os vórtices estão relacionados com correntes de contorno oeste, como a Corrente do Brasil, que são reconhecidamente as de maior intensidade. Estas correntes detêm grande potencial de geração de vórtices, sejam estes ocasionados por instabilidades barotrópicas e/ou baroclínicas. Assim, neste trabalho o objetivo principal foi desenvolver uma técnica para detecção automática de vórtices utilizando os campos tridimensionais de velocidades do modelo HYCOM (HYbrid Coordinate Ocean Model). Sem perda de generalidade, a região de estudo é a área do oceano delimitada pelas latitudes de 19oS - 26oS e 35oO - 50oO de longitude, pois é uma região de grande ocorrência de vórtices. O campo de velocidades do modelo HYCOM é analisado por camada e a localização de uma singularidade presente no campo de velocidade é realizada pelo Índice de Poincaré (IP). O tipo de singularidade presente no campo de velocidades é identificado usando o modelo dinâmico linear que leva em consideração as informações da vizinhança à singularidade. Neste trabalho são apresentadas três técnicas diferentes para quantificar o IP. A primeira técnica usa somente os valores de orientação do campo de velocidade, a segunda usa uma integral de linha numa curva fechada, e a terceira usa uma integral de superfície. Um código numérico foi elaborado e as três técnicas comparadas usando o método de avaliação de diagnóstico. O desempenho das três técnicas foi avaliado considerando um banco de dados conformado por campos de velocidades do modelo HYCOM, onde, as singularidades presentes foram rotuladas manualmente. A quantificação do desempenho das técnicas é baseada nas métricas de sensibilidade (REC) e a precisão (PRE). Os resultados destas métricas mostram que a técnica 3 tem melhor desempenho para detectar singularidades (PRE = 73.96%, REC = 96.01%). Um vórtice quase-estacionário foi identificado na região do Cabo de São Tomé. O vórtice apresentou um perfil vertical bem desenvolvido até profundidades maiores de 2000 m e duração de 11 dias.
dc.formatText
dc.identifier.urihttp://repositorio.ufes.br/handle/10/9439
dc.languagepor
dc.publisherUniversidade Federal do Espírito Santo
dc.publisher.countryBR
dc.publisher.courseMestrado em Engenharia Ambiental
dc.publisher.departmentCentro Tecnológico
dc.publisher.initialsUFES
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Engenharia Ambiental
dc.rightsopen access
dc.subjectautomatic detectioneng
dc.subjectvorticeseng
dc.subjectsingularities classificationeng
dc.subjectPoincaré Indexeng
dc.subjectdetecção automáticapor
dc.subjectvórticespor
dc.subjectclassificação de singularidadespor
dc.subjectÍndice de Poincarépor
dc.subjectHYCOMpor
dc.subjectSingularidades (matemática)por
dc.subjectReconhecimento de padrõepor
dc.subject.cnpqEngenharia sanitária
dc.subject.udc628
dc.titleMétodo para detecção automática de vórtices
dc.typemasterThesis
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