quarta-feira, 22 de junho de 2016

Com Capacitação de Usuários e Conhecimento no Estado da Arte, DPI Amplia o Uso de Geotecnologias Pela Sociedade

Olá leitor!

Segue abaixo uma matéria publicada no número 06 do Informativo do INPE de 21/06, destacando que com capacitação de usuários e conhecimento no estado da arte, DPI amplia o uso de Geotecnologias Pela Sociedade.

Duda Falcão

Com Capacitação de Usuários e Conhecimento
no Estado da Arte, DPI Amplia o Uso
de Geotecnologias Pela Sociedade

Informativo INPE
Número 06
21/06/2016

As demandas cada vez maiores e diversificadas por produtos e serviços ligados às geotecnologias têm direcionado a Divisão de Processamento de Imagens (DPI), do INPE, para atividades de capacitação, treinamento e assessoria, que proporcionam a multiplicação do conhecimento gerado, possibilitando a sua expansão e disseminação. Ao mesmo tempo, a equipe avança continuamente seu trabalho de pesquisa e desenvolvimento científico e tecnológico em processamento digital de imagens de satélites e sensores remotos e em geoprocessamento, assegurando o domínio tecnológico nesse segmento. "A popularização do uso de ferramentas de processamento de imagens e geoprocessamento permite que o INPE se concentre no estado da arte, desenvolvendo aquilo que ainda não está disponível no mercado", explica Lubia Vinhas, chefe da DPI, divisão ligada à Coordenação de Observação da Terra (OBT).

A estruturação da TerraLib, a partir de 2002, abriu as portas para uma ampla gama de produtos gerados tanto pelo INPE como por instituições públicas e privadas capacitadas pela DPI. A TerraLib é uma biblioteca de classes e funções para o desenvolvimento de aplicações específicas, com código aberto, disponível gratuitamente na internet. Ou seja, o INPE disponibiliza à sociedade uma biblioteca de componentes que podem ser acessados e utilizados pelos usuários para desenvolverem aplicações próprias, customizadas, de acordo com as suas necessidades específicas.

Os algoritmos de processamento de imagens, processamento de dados vetoriais e gerência de bancos de dados permitem a construção de soluções para problemas como, por exemplo, sistemas de informação geográfica (SIG) para monitoramento e controle de serviços de saneamento básico. Ou, ainda, o projeto SIGSantos, que disponibiliza mapas temáticos georreferenciados de diversos setores da gestão municipal, como indicações de pontos de ônibus e ciclovias, acidentes de trânsito, postes de iluminação e hidrantes, além da geração de plantas oficiais do município e consulta à lei de uso e ocupação do solo com mecanismo de busca por endereço. A iniciativa visa auxiliar a tomada de decisão estratégica da gestão pública por meio da unificação e integração de todas as informações referentes ao espaço geográfico do município de Santos entre as secretarias da municipalidade, além de democratizar o acesso à informação.

Mapa do município de Santos mostrando em tempo real
os acidentes de trânsito no dia 7 de junho de 2016.
Mapa do município de Santos mostrando os
pontos de ônibus existentes.

No âmbito do próprio INPE, a TerraLib tem permitido o desenvolvimento de soluções para atender a demandas institucionais e também aplicações específicas, resultantes de teses e dissertações em Geoinformática. No primeiro caso, destaca-se o TerraAmazon, um sistema de informações geográficas projetado para ser um editor multiusuário de dados geográficos vetoriais. Possui ferramentas de classificação de uso e cobertura do solo, assim como operações espaciais entre dados vetoriais. Isto permite que se faça análises de transição do uso da terra, entre outras aplicações.

O TerraAmazon também mantém informações de tempo de trabalho, visando a gestão de projetos. Suas funcionalidades são extensíveis por meio de plugins, como o TerraImage (PDI – Processamento Digital de Imagens) e TerraPrint (plotagem), que são fornecidos juntamente com o TerraAmazon.

Desenvolvido pelo INPE e pela FUNCATE (Fundação de Ciência, Aplicações e Tecnologia Espaciais) a partir de 2005, o TerraAmazon foi utilizado inicialmente no projeto PRODES, de monitoramento do desmatamento da Amazônia e, por ser multiusuário, rapidamente conquistou espaço em outros projetos, como os programas DETER e DEGRAD, também de monitoramento da Amazônia. O projeto TerraClass, com o objetivo de qualificar o desflorestamento da Amazônia legal, tendo por base imagens de satélite e as áreas desflorestadas mapeadas e publicadas pelo PRODES, também adotou o TerraAmazon, o que resultou na agilidade das rotinas do projeto.

Ainda na área de produtos que permitem avançar nas soluções de monitoramento ambiental, o TerraME propõe um conjunto de ferramentas para modelagem espacial explícita. No ambiente de modelagem TerraME foi desenvolvido, por exemplo, o DengueME (Dengue Modeling Environment, na sigla em inglês), que fornece serviços específicos para o estudo da propagação da doença.

TerraME modela as interações natureza-sociedade.

O DengueME é um ambiente computacional para simulação da dispersão da dengue e de populações de Aedes aegypti em um espaço geográfico real. Ele permite a projeção de cenários de risco e intervenção, a partir da aplicação de modelos matemáticos de dinâmica populacional e de transmissão da doença sobre representações realistas dos espaços urbanos, que incorporam imagens de satélites e mapas digitais armazenados em sistemas de informação geográfica.

Dentre os serviços específicos para o estudo da dengue fornecidos pelo sistema, destacam-se:

·         a) parametrização interativa dos modelos por meio de interfaces gráficas (entrada de dados de chuva, temperatura, características do ambiente urbano, etc.);

·         b) customização interativa dos componentes de modelos (um modelo é formado por vários componentes cujas versões em uso podem variar de acordo com as necessidades de seu usuário, por exemplo, modelo de crescimento das populações de mosquitos, modelos de crescimento das populações humanas, modelo de mobilidade das populações humanas, modelos de dispersão viral, etc.);

·         c) execução interativa dos modelos integrados para projeção de cenários e risco e intervenção.

Resultados das simulações de infestação por Aedes aegypti no
bairro de Higienópolis, Rio de Janeiro, RJ. Fonte: www.decom.ufop.br 

"É importante ressaltar que o DengueME tem como objetivo ser de fácil manipulação para permitir a qualquer pesquisador ou agente de saúde realizar análises voltadas ao combate da dengue. Essa iniciativa tem um objetivo maior de viabilizar e incentivar estudos nessa área, disponibilizando informações relevantes para as Secretarias de Saúde que poderão planejar suas ações de controle da doença", explica o pesquisador Tiago Garcia de Senna Carneiro, da Universidade Federal de Ouro Preto, na página do projeto na Internet.

O projeto DengueME vem sendo desenvolvido no âmbito da Rede PRONEX de Modelagem em Dengue, financiada pelo CNPq. O desenvolvimento do software é realizado pelo laboratório TerraLAB do Departamento de Computação da Universidade Federal de Ouro Preto (UFOP) , em parceria com o Programa de Computação Científica (PROCC) da Fundação Osvaldo Cruz (Fiocruz) e o Centro de Ciência do Sistema Terrestre do INPE.

Teses e Dissertações

Outras aplicações específicas na área de Geotecnologia foram desenvolvidas por alunos de mestrado e doutorado do INPE, dentre elas o TerraHidro e o TerraMA².

O TerraHidro é uma ferramenta para produção de produtos e estudos hidrológicos, em especial de grandes áreas, utilizada pelo CPTEC (Centro de Previsão de Tempo e Estudos Climáticos, do INPE), ANA (Agência Nacional de Águas) e DSG (Diretoria de Serviço Geográfico), do Exército. Permite a modelagem digital do terreno em upscaling (DTM Upscaling) e a extração de redes de drenagens a partir de grades regulares de altimetria, além da delimitação das áreas de contribuição de cada segmento da rede ou de localizações específicas sobre essa rede.

Imagem Landsat 8 (05/07/2014) - Cheia em Passo São Borja:
13,56 m (7h); Pico da cheia (03/07/2014): 15,88 m (7h).
Dado gerado pelo método HAND do TerraHidro, para
mapear o possível alcance da cheia entre 0 e 15 m.

O TerraMA² é uma plataforma orientada a serviços para a implementação de sistemas de monitoramento ambiental. Atende a uma demanda crescente de aplicações de monitoramento, análise e alerta em áreas como qualidade do ar, qualidade da água, gasodutos, barragens de rejeito em área de mineração, incêndios florestais, movimentos de massa do tipo escorregamentos e corridas de lama, enchentes e estiagens.

Estas aplicações necessitam de plataformas que possam integrar serviços geográficos e modelagem, com base no acesso em tempo real a dados geoambientais (meterológicos, climáticos, atmosféricos, hidrológicos, geotécnicos, sócio-demográficos, etc.) disponíveis em qualquer servidor conectado à Internet e que podem ser lidos, processados e aplicados a diversos usos. O SMAD (Sistema de Monitoramento e Alerta de Desastres) e a Defesa Civil do Rio Grande do Sul, por exemplo, utilizam o TerraMA² para emitir avisos de situações de observação, atenção, alerta e alerta máximo por município e bacia hidrográfica, considerando previsões do INPE para precipitação, umidade do ar, raios (descargas elétricas), baseados em modelos meteorológicos (ETA15) e de monitoramento global.

Tela do TerraMA² na página do SMAD na Internet.

Perspectivas

"As possibilidades de produtos nessa área são infinitas, assim como as demandas", afirma Lubia Vinhas. "O INPE não tem condições e nem faz parte de sua missão a abertura contínua de novas ferramentas". Assim, a DPI tem se voltado para o desenvolvimento de projetos estruturantes, como o que permitirá estender o monitoramento sistemático do desmatamento para todos os demais biomas brasileiros, além do da Amazônia. O desafio é gerar imagens classificadas de todo o Brasil, no mesmo estilo das disponibilizadas atualmente pelo PRODES.

Outra iniciativa seria disponibilizar aos usuários as imagens de satélite já processadas no próprio servidor, o que facilitaria e agilizaria a sua utilização. Atualmente, as imagens baixadas a partir do catálogo disponível na internet necessitam de um trabalho prévio de processamento.

"A decisão do INPE de desenvolver softwares livres de licença e sem restrições de uso e de manter os dados abertos foi fundamental para o avanço das geotecnologias no país e para a criação de inúmeras ferramentas livres de prateleira", ressalta Lubia. "O grande capital do INPE é o conhecimento acumulado nessa área e a consequente capacidade de gerar algoritmos altamente especializados e eficientes", diz Lubia. "É nisso que temos que investir e direcionar nossos esforços e nosso trabalho".

·         Conheça a história da DPI/INPE, que começou em 1974 com a aquisição de um sistema de processamento de imagens da GE, o "IMAGE-100", e sua trajetória até os dias atuais.

·         Saiba mais sobre a DPI


Fonte: Informativo do INPE - Número 06 - 21/06/2016

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