Um ambiente virtual colaborativo de computação científica para análise avançada de séries temporais

• Ano de defesa: 2014
• Autor(a) principal: Murilo da Silva Dantas
• Orientador(a): Reinaldo Roberto Rosa, Nilson Sant'Anna
• Banca de defesa: Karine Reis Ferreira, José Carlos Becceneri, Maurício José Alves Bolzam, Paula Rodrigues Teixeira Coelho
• 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: This thesis presents the results of doctoral research in the area of collaborative systems' area with emphasis on advanced time series analysis. Presents a study and an unpublished research on trends and demands for systems available on the Internet with mathematical and statistical validated tools and coupled into a single computing environment, available via the Web using current concepts of collaborative systems for scientific research, such as Cloud Computing and Service-Oriented Architecture. In the context of INPE, a search like this, through their own computing environment, suggests a new paradigm in data analysis in space and environmental sciences. Entering data in collaborative virtual environments, depending on the application, is able to provide monitoring and forecast of more direct and compact form using mobile technologies available on a large scale and at low cost. Furthermore, this research was conducted on two fronts: the first is related to the research data analysis which, according to criteria defined in theory, be applied by developers of collaborative environments for advanced time series analysis tools; the second is related to research methods and properties of virtual environments that can incorporate the analysis identified in the first part. Therefore, this thesis presents a new literature review concerning the environments of this nature, also highlighting key technologies involved in a virtual environment. Moreover, as the context of this work is the analysis of time series it is presented, as a case study, the properties of conventional techniques in the classification of short series compared with Detrended Fluctuation Analysis (DFA). This technique chosen as an example of a tool for data analysis directly in the time domain. The DFA meets two criteria for an advanced time series analysis in virtual environments: being also robust for short time series and present the result as a single parameter. Finally, the research produces as main result a prototype for a new virtual collaborative environment dedicated to the advanced time series analysis.
• Link de acesso: http://urlib.net/sid.inpe.br/mtc-m21b/2014/08.25.14.21

Esta tese aborda resultados da pesquisa de doutorado na área de sistemas colaborativos com ênfase na análise avançada de séries temporais. Apresenta um estudo e uma pesquisa inédita sobre tendências e demandas para sistemas disponibilizados na Internet com ferramentas matemáticas e estatísticas validadas e acopladas num único ambiente computacional, disponível via web usando conceitos atuais de sistemas colaborativos para pesquisa científica, como Computação em Nuvem e Arquitetura Orientada a Serviço. No contexto do INPE, uma pesquisa como essa, através de um ambiente computacional próprio, sugere um novo paradigma na análise de dados em ciências espaciais e ambientais. A inserção de dados em ambientes virtuais colaborativos, dependendo da aplicação, é capaz de proporcionar serviços de monitoramento e previsão de forma mais direta e compacta utilizando tecnologias de dispositivos móveis, disponíveis em larga escala e a baixo custo. Para isso, a pesquisa foi desenvolvida em duas frentes: a primeira está relacionada à pesquisa de ferramentas de análise de dados que, segundo critérios definidos na tese, serão aplicadas por desenvolvedores de ambientes colaborativos para análise avançada de séries temporais; já a segunda, está relacionada à pesquisa de metodologias e propriedades de ambientes virtuais que possam incorporar a análise identificada na primeira parte. Portanto, esta tese apresenta uma revisão bibliográfica inédita acerca de ambientes desta natureza, destacando também as principais tecnologias envolvidas num ambiente virtual. Além disso, como o contexto é o de análise de séries temporais, é apresentado como estudo de caso as propriedades de técnicas convencionais na classificação de séries curtas em comparação com a Análise de Flutuação Destendenciada (DFA). Esta técnica foi escolhida como um exemplo de ferramenta de análise avançada de dados medidos diretamente no domínio do tempo. A DFA cumpre dois critérios para uma análise avançada de séries temporais em ambientes virtuais: ser robusta também para séries temporais curtas e apresentar como resultado um único parâmetro. Com isso, a pesquisa produz como principal resultado um protótipo para um novo ambiente virtual colaborativo dedicado à análise avançada de séries temporais.