Reconstrução de propriedades óticas e de fontes de bioluminescência em águas naturais

• Ano de defesa: 1997
• Autor(a) principal: Stephan Stephany
• Orientador(a): Fernando Manuel Ramos
• Banca de defesa: Alexandre Souto Martinez, Evlyn Marcia Leão de Moraes Novo, Marco Túlio Menna Barreto de Vilhena, Roberto David Martinez Garcia
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE)
• Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-Graduação do INPE em Computação Aplicada
• País: BR
• Resumo em Inglês: It is proposed a methodology for the estimation of optical properties and bioluminescence sources in natural waters from in situ irradiances. The implicit inversion algorithm evaluates for each candidate solution the suqre differences be tween the irradiances calculated by the direct model for each candidate solution and the experimental irradiances. The objective function value for each step is given by these square differences and the minimization problem is formulated as a non-linear optimization problem. A maximum-entropy regularization term is added to the objective function for noise corrupted data. This term is weighted by a Lagrange multiplier and two criteria are evaluated for its fitting. As the irradiances decay with the depth, an exponencial correction factor is used. The proposed methodology was tested for noiseless and noise-corrupted synthetic data and yielded good results. The test cases included estimation of bioluminescence, absorption coefficient or scattering coefficient vertical profilles, as well as joint estimation of all these parameters.
• Link de acesso: http://urlib.net/sid.inpe.br/iris@1905/2005/07.29.21.08.59

Este trabalho propõe uma metodologia de estimação de propriedades óticas e de fontes de bioluminescência em aguas naturais a partir de irradiâncias medidas in situ. Utiliza-se um algoritmo de inversão implícito, no qual avalia-se, para cada solução candidata, a diferença quadrática entre as irradiâncias experimentais e aquelas calculadas pelo modelo direto para essa solução. A função objetivo a ser minimizada e avaliada pela soma dessas diferenças quadráticas e o problema de minimização e formulado como um problema de otimização não-linear. Para dados com ruído, acrescenta-se um termo de regularização por máxima entropia, ponderado por um multiplicador de Lagrange, sendo avaliados dois critérios distintos para escolha do mesmo. O decaimento das irradiâncias com a profundidade foi corrigido através de um fator exponencial. A metodologia foi testada para dados sintéticos, sem ruído ou corrompidos por ruído gaussiano, com bons resultados. Os casos abordados incluíram estimação isolada de perfis de bioluminescência, de perfis do coeficiente de absorção ou do coeficiente de espalhamento e também a estimação conjunta desses parâmetros.