quinta-feira, 2 de abril de 2009

Software desenvolvido na UnB melhora em 50% imagem de satélite

Com técnica desenvolvida na UnB, é possível enxergar detalhes da fotografia. Inovação pode auxiliar governo e empresários

Imagine uma imagem de satélite que traga riqueza de detalhes suficiente para que se calcule a arrecadação do IPTU de uma cidade, por exemplo. Ou então a foto de uma plantação que permita o cálculo de quantas colheitadeiras serão usadas em trechos com pontos diferentes de amadurecimento. Prático, não? É isso que a Universidade de Brasília  (UNB) fez com imagens de satélite. Com a ajuda da técnica de super-resolução, o pesquisador Miguel Archanjo Telles Jr. desenvolveu ferramenta que eleva o nível de detalhamento das fotografias em 50%, sem perda da qualidade.

Telles Jr. usou imagens de 20 metros de resolução, que alcançaram 10 metros a mais de qualidade após a aplicação da técnica. Em imagens de satélite, o padrão de média resolução é 20 metros, o que significa que cada pixel da foto corresponde a uma área de 400 metros quadrados. Na prática, a imagem que se vê na tela é 50 mil vezes menor do que o real.

O pesquisador analisou também imagens de 30, 15, 2,5 e 0,6 metros. O conjunto foi obtido de produtos dos satélites Sino-Brasileiro de Recursos Terrestres (CBERS), dos norte-americanos Landsat-7, Ikonos, Quickbird, do francês Spot e do indiano ResourceSat.

INVESTIMENTO
O software desenvolvido por Telles Jr. ainda é um protótipo, mas pode gerar economia para os usuários desse tipo de produto dentro de alguns anos. “Um pesquisador que precise de uma imagem de satélite mais detalhada poderá optar pela imagem de super-resolução ao invés de comprá-la das empresas”, diz o pesquisador. Esse mercado é atendido hoje por equipamentos espaciais norte-americanos ou franceses.

O governo brasileiro já distribui gratuitamente imagens coloridas de 20 metros do CBERS para outros órgãos, universidades e empresas e de 2,7 metros em preto e branco. Porém, quem precisa de cenas atualizadas e coloridas abaixo de 1 metro paga pelo menos R$ 1 mil em imagens disponíveis em banco de dados, ou até R$ 3 mil se o satélite tiver de ser programado para realizá-la.

Gustavo Mello, geólogo e consultor de uma empresa em Brasília, acredita no barateamento do produto e destaca outro benefício. “No nosso caso, a principal vantagem em aumentar a resolução é ter um produto de melhor qualidade para o cliente tomar decisões com informações detalhadas.”

Para a pesquisadora do Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (Inpe) Leila Maria Fonseca, a tecnologia pode ser útil a quem usa sistemas de informação geográfica, ou seja, softwares que unem mapas com dados econômicos ou sociais de uma região. “É uma técnica que ajuda a ampliar a imagem sem perda de resolução e pode evitar a perda de dados na reamostragem [integrar informações de diferentes satélites]”.

COMPUTAÇÃO
A metodologia de Telles Jr. baseia-se na super-resolução, uma tecnologia já utilizada em câmeras filmadoras, máquinas fotográficas, mas pouco estudada para satélites. Consiste em pegar a imagem e criar, a partir dela, outra imagem defasada em alguns pixels.

O processo deve ser aplicado em todas as camadas que se unem para compor a imagem, fornecidas por cada banda de um satélite. Cada uma traz algum tipo de dado, como, por exemplo, sobre temperatura ou cores captadas pelo sensor do artefato espacial. “Desloca-se a imagem no domínio da frequência. É lá que será obtida a nova informação”, diz.

O professor do Instituto de Geociências Antônio Nuno de Castro Santa Rosa, que orientou a tese, afirma que a técnica permite, ainda, fundir uma imagem colorida (espectral) de baixa resolução, por exemplo de 20 metros, com outra preto e branco (pancromática) de 2,5 metros e obter uma imagem de 2,5 metros em cores. “A parte colorida se encaixa perfeitamente na cena de alta resolução, como se tivesse sido obtida de um sensor colorido.”

LINGUAGEM
A chegada da tecnologia ao mercado ainda depende de pesquisas para aperfeiçoar o sistema. Telles Jr. cita, entre as necessidades, a criação de um software mais veloz. Por isso, a idéia do pesquisador é levar o programa do Matlab para a linguagem de programação C++. A mudança vai reduzir o tempo de processamento da fotografia, que hoje é de dois minutos para cada camada de uma imagem de 1.024 por 1.024 pixels.

Embora a tecnologia ainda não seja comercializada, potenciais usuários vislumbram novas aplicações. “Seria interessante testar esse algoritmo com imagens aéreas, pois teríamos meios de avaliar se o grau de distorção gerado é inferior ao acréscimo de qualidade devido ao aumento da resolução geométrica”, diz o diretor técnico de uma empresa de topografia em Brasília, Lúcio Mario Rodrigues.

Para o estudioso, a consolidação da técnica só depende de mais produção científica. “O caminho está aberto.”
O satélite francês Spot-5 já utiliza a super-resolução, mas de outra forma. O equipamento tem duas câmeras de 5 metros de resolução, deslocadas, que pegam duas imagens do mesmo local. A partir dessas duas fotografias, é possível obter outra com resolução de 2,5 metros por intermédio de processamentos realizados em terra. A super-resolução é utilizada também pelos satélites Ikonos e pelo israelense Eros.

ENTENDA O PROCESSO
A super-resolução usa algorítimos computacionais para alcançar maior resolução. O processo é feito em cada uma das camadas que formam uma imagem de satélite, por meio da defasagem da imagem em alguns pixels. “O que fazemos com esse algorítimo é reduzir o pixel colorido a 1,2 metro preservando todos os detalhes coloridos dos alvos das imagens coloridas”, explica o orientador da pesquisa, professor Antônio Nuno de Castro Santa Rosa. Pixel é o menor ponto que forma uma imagem digital. Quanto maior a quantidade de pixels, melhor a resolução.

BRASIL É O MAIOR DISTRIBUIDOR MUNDIAL DE IMAGENS DE SATÉLITE
O Brasil já distribuiu gratuitamente mais de meio milhão de imagens dos satélites CBERS (China-Brazil Earth Resources Satellite), feitos em conjunto com a China. As imagens são fornecidas gratuitamente para países da América do Sul desde junho de 2004.

CURIOSIDADE
O satélite Geoeye-1, lançado dos Estados Unidos em setembro de 2008 e que começou a operar comercialmente em fevereiro de 2009, oferece a melhor resolução de imagens do mercado, ou seja, 1,65 m para imagens coloridas e 0,41 m para aquelas em preto e branco. Seu custo de produção e lançamento foi de US$ 500 milhões. O artefato fornecerá imagens para a empresa Google.

PERFIL
Michel Archanjo Telles Jr. é doutor em Geologia pela Universidade de Brasília, mestre em Computação pela mesma instituição. Graduou-se em Telecomunicações pela Universidade Estácio de Sá. Contato pelo e-mail .

Fonte: Fabiana Vasconcelos / UnB

Unicamp desenvolve processo e fortalece potencial do uso de fungos para degradação de garrafas PET

Fungos da biodegradação
A aluna da Faculdade de Engenharia de Alimentos (FEA) da Universidade Estadual de Campinas (Unicamp) Kethlen Rose Inácio da Silva desenvolveu um processo para a degradação de garrafas à base de polietileno tereftalato (PET) por meio de fungos.

O trabalho de pesquisa sobre a biodegradabilidade de polímeros sintéticos por ação de microrganismos conhecidos como “basidiomicetos de podridão branca”, cultivados em resíduos agroindustriais com diferentes fermentações, correspondeu à dissertação de Kethlen, que teve apoio da FAPESP na modalidade Bolsa de Mestrado e foi apresentada no fim de janeiro na FEA. Tais fungos têm sido objeto de diversos estudos, por conta de sua capacidade de degradação de materiais.

“Foram utilizadas duas linhagens de fungos Pleurotus sp, que são encontrados naturalmente nas matas brasileiras crescendo sobre madeiras, da qual retiram nutrientes”, disse Kethlen. “Os fungos Pleurotus sp estão também amplamente distribuídos pelo sul e pela área central da Europa e também pelo norte da África.”

A bióloga utilizou uma técnica conhecida como planejamento experimental com o objetivo de chegar a uma condição adequada para a biodegradação dos polímeros. O estudo foi orientado pela professora Lúcia Regina Durrant, do Departamento de Ciências de Alimentos da FEA.

“O planejamento experimental, utilizado pela primeira vez em laboratório para esse fim, possibilitou a realização de um estudo preliminar em que foi possível avaliar a interferência de diversas variáveis no processo de biodegradação dos polímeros, como os níveis de fermentação, tempo de reação e temperatura ideal, levando assim às melhores condições para a biodegradação do PET”, explicou Kethlen.

“A maioria dos pesquisadores que estuda o assunto utiliza a técnica de tentativa e erro. A utilização do planejamento experimental e a análise de fatores que poderiam interferir no processo foram o grande diferencial desse estudo”, conta Kethlen, que iniciará doutoramento no Laboratório de Sistemática e Fisiologia Microbiana da Unicamp.

Para chegar à condição ótima para a degradação dos polímeros, ela teve que descobrir ainda detalhes sobre as atividades enzimáticas ligninolíticas dos fungos e quantificar a sua perda de massa, além de analisar as taxas de biodegradação do PET.

Segundo a bióloga, um resultado relevante do trabalho é que, dentre todas as condições estudadas, a fermentação semi-sólida foi a mais adequada para a biodegradação desses polímeros usados desde a década de 1970, especialmente em embalagens.

“Os microrganismos cresceram em condições muito semelhantes ao seu habitat natural, tornando-os capazes de produzir enzimas e metabólitos que não seriam produzidos em outros tipos de fermentação”, explicou.

Problema ambiental
Foram realizados mais de 600 ensaios para verificar a interferência dos fungos na biodegradação dos polímeros. “A fermentação semi-sólida apresentou bons resultados durante a maioria dos ensaios estudados, com expressiva produção de enzimas lignocelulolíticas e de biosurfactantes, além de alterações na estrutura e na viscosidade dos polímeros”, apontou.

“Além disso, as duas linhagens lignocelulolíticas utilizadas no estudo demonstraram ter capacidade de se desenvolver em meios contendo fontes de carbono sintético e de difícil degradação”, disse Kethlen. As duas linhagens fúngicas de Pleurotus sp foram cultivadas juntamente com polímeros de garrafa PET sob fermentação semi-sólida e incubados em estufa a 30 ºC durante até 90 dias.

Os resultados do trabalho de pesquisa representam nova contribuição para problemas envolvendo o PET, uma vez que sua reciclagem demanda grande consumo de água e energia, além de promover a geração de resíduos sólidos, emissões atmosféricas e efluentes líquidos.

“Estudamos uma nova metodologia em laboratório e conseguimos definir uma condição adequada para a biodegradação das garrafas PET, que, quando depositadas no ambiente, entopem os sistemas de coleta de esgoto gerando inundações locais, além de apresentar riscos pela queima indevida que resulta em emanações tóxicas na atmosfera”, disse Kethlen.

“É importante destacar que outros estudos são necessários para atestar a eficiência desse processo que acaba de ser desenvolvido”, destacou. A bióloga ressalta que na cidade de São Paulo os plásticos são o segundo elemento mais encontrado no lixo, correspondendo a cerca de 23% do peso total dos resíduos encaminhados para os aterros sanitários, parcela importante considerando-se que o plástico é um elemento leve e de grande volume.

Fonte: Thiago Romero / Agência FAPESP

IEA promove ciclo que discutirá políticas públicas ambientais

O Grupo de Pesquisa de Ciências Ambientais realiza um Ciclo de Seminários sobre Políticas Públicas Ambientais nos dias 15 e 29 de abril e 6 de maio, no IEA. Os encontros discutirão a qualidade do ar nas metrópoles brasileiras, as representações sociais em áreas periféricas de São Paulo e Paris e a questão da governança da água no Brasil.

QUALIDADE DO AR
No seminário "Qualidade do Ar e Políticas Públicas Socioambientais nas Metrópoles Brasileiras", no dia 15 de abril, das 9h30 às 12h30, o expositor será Paulo Saldiva, da Faculdade de Medicina da USP. Atuarão como debatedores João Vicente Assunção e Helena Ribeiro, ambos da Faculdade de Saúde Pública da USP. A coordenação será de Wagner Costa Ribeiro, do Programa de Pós-Graduação em Ciência Ambiental (Procam) da USP e coordenador do grupo de pesquisa do IEA.

Ribeiro destaca que a poluição atmosférica tem impacto direto na redução da qualidade de vida dos moradores das grandes cidades, "ainda mais em metrópoles como as do Brasil, sujeitas a intenso trânsito de veículos".

Ele lembra que uma pesquisa concluída recentemente na USP confirmou que os indicadores de saúde pioraram nos últimos anos: "A principal causa é o aumento do número de veículos em circulação. A opção pelo transporte individual socializa problemas, não soluções. Mesmo os que se movimentam em helicópteros respiram ar poluído e também estão sujeitos a problemas respiratórios e circulatórios, que muitas vezes levam à morte. Para os mais pobres a situação é mais grave, pois respiram também material particulado".

SÃO PAULO E PARIS
No dia 29 de abril, das 9h30 às 16h30, o tema do ciclo é "Meio Ambiente, Desigualdades e Representações Sociais — Uma Análise Comparativa entre São Paulo e Paris". Serão apresentados os resultados da mais recente pesquisa sobre desigualdades e representações sociais empreendida pelo sociólogo francês Serge Paugam, da Escola de Altos Estudos em Ciências Sociais (EHESS, na sigla em francês), e da pesquisa desenvolvida por Camila Giorgetti, pós-doutoranda do Procam, sobre o nível de vulnerabilidade dos habitantes do Campo Limpo e do Capão Redondo (Região Sul da cidade de São Paulo), suas atitudes e representações diante da questão ambiental.

A pesquisa de Giorgetti é um trabalho vinculado ao projeto Bacias Irmãs (USP/Ecoar/Universidade York, Canada), realizado entre 2003 e 2007. Pedro Jacobi, do Procam, foi um dos coordenadores acadêmicos desse projeto, sendo o responsável pela pesquisa na bacia do Rio Pirajuçara.

Paugam e sua equipe entrevistaram moradores de 3 mil domicílios em Paris, visando apreender os fatores que engendram a vulnerabilidade psicológica e social dos habitantes da periferia da capital francesa. Em São Paulo, foram aplicados questionários em 720 domicílios.

O seminário terá apresentações de Serge Paugam, Pedro Jacobi, Camila Giorgetti, e Yara Cabral, da PUC-SP. A coordenação das mesas será de Wagner Costa Ribeiro, Camila Giorgetti, Pedro Jacobi (coordenador-geral do encontro) e Euler Sandeville, do Procam.

GOVERNANÇA DA ÁGUA
O terceiro seminário do ciclo tratará da "Governança da Água no Brasil" e será no dia 6 de maio, das 14h30 às 17h30. No encontro serão abordados temas como a participação popular na gestão dos recursos hídricos, o patrimônio aquático e a gestão das águas costeiras no Brasil, temas que integram o livro "Governança da Água no Brasil: Uma Visão Interdisciplinar", que será lançado na ocasião.

O seminário terá duas sessões:
14h30 — Governança da Água no Brasil e Participação Popular, com Pedro Jacobi e Wagner Costa Ribeiro (expositores); Leo Heller (UFMG), debatedor; e Ana Paula Fracalanza (Procam), coordenadora;
16h — Gestão do Patrimônio Aquático e das Águas Costeiras, com Sonia Gianesella (Procam) e Silvia Zanirato (UEM), expositoras; Norma Valencio (UFSCar), debatedora; e Paulo Sinisgalli (EACH), coordenador.

INSCRIÇÕES
Os interessados em participar do ciclo devem se inscrever com mensagem para o e-mail.

Os seminários serão transmitidos em www.iea.usp.br/aovivo.

Fonte: IEA / USP