BR112021000872A2 - Método implementado por computador para observar um planeta, sistema de observação de um planeta configurado para implementar o método de observação e produto de programa de computador - Google Patents
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Abstract
método implementado por computador para observar um planeta, sistema de observação de um planeta configurado para implementar o método de observação e produto de programa de computador. o método de observação compreende: - uma etapa para calcular os primeiros dados de observação previstos (46) para uma primeira área de interesse (50, 51, 64) como uma função dos segundos dados de observação (18) adquiridos por um segundo satélite de observação (8) em órbita estacionária para a primeira área de interesse (50, 51, 64) e/ ou os primeiros dados de observação (16) adquiridos pelo primeiro satélite de observação (6) para as primeiras áreas de observação (10) localizadas perto da primeira área de interesse (50, 51, 64), e dados de observação de referência previamente registrados em um banco de dados; e/ ou - uma etapa para calcular os segundos dados de observação previstos (48), para uma segunda área de interesse (55) como uma função dos primeiros dados de observação (16) adquiridos pelo primeiro satélite de observação (6) em órbita de deriva e dados de observação de referência (40).
Description
[001] A presente invenção se refere ao campo de observação de um planeta usando satélites de observação orbitando o planeta.
[002] Um satélite de observação orbitando um planeta pode estar em órbita estacionária, caso em que o satélite de observação está imóvel em relação à superfície deste planeta, ou em órbita de deriva, caso em que o satélite de observação está em movimento em relação à superfície deste planeta.
[003] Um satélite de observação em órbita estacionária permite a observação contínua de uma área fixa do planeta. Esta área fixa é limitada a um disco, ou mais especificamente a uma capa esférica da superfície do planeta.
[004] Um satélite em órbita de deriva gira ao redor do planeta enquanto observa uma área de observação (geralmente chamada de “faixa” (swath)), que se move sobre o planeta ao longo de uma trajetória correspondente a uma projeção da órbita do satélite em órbita de deriva sobre a superfície do planeta. Cada área observada pelo satélite de observação em órbita de deriva é observada em uma frequência chamada frequência de revisitação.
[005] Um dos objetivos da invenção é fornecer um método de observação que torne possível coletar dados confiáveis e abrangentes no espaço e no tempo.
[006] Para esse fim, a invenção propõe um método para observar um planeta implementado por computador, o método compreendendo:
- uma etapa para calcular os primeiros dados de observação previstos para uma primeira área de interesse e um primeiro período de tempo durante o qual a primeira área de interesse não foi observada por um primeiro satélite de observação em órbita de deriva, como uma função dos segundos dados de observação adquiridos por um segundo satélite de observação em órbita estacionária, para a primeira área de interesse e durante o referido primeiro período de tempo e/ ou primeiros dados de observação adquiridos pelo primeiro satélite de observação, para as primeiras áreas de observação localizadas perto da primeira área de interesse e durante o referido primeiro período de tempo e dados de observação de referência previamente registrados em um banco de dados; e/ ou - uma etapa para calcular os segundos dados de observação previstos, para uma segunda área de interesse e um segundo período de tempo durante o qual a área de interesse não foi observada pelo segundo satélite de observação em órbita estacionária, como uma função dos primeiros dados de observação adquiridos pelo primeiro satélite de observação em órbita de deriva para a segunda área de interesse e durante o referido segundo período de tempo, e dados de observação de referência previamente registrados no banco de dados.
[007] A formação de um banco de dados contendo dados de observação de referência pré-gravados permite prever, por exemplo por aprendizagem de máquina, quais os tipos de primeiros dados de observação e/ ou segundos dados de observação que poderiam ter sido observados, quando esses dados estão ausentes.
[008] Assim, é possível, quando se tem os primeiros dados de observação, mas não os segundos dados de observação, prever os segundos dados de observação que poderiam ter sido observados pelo segundo satélite de observação e/ ou, quando se tem segundos dados de observação, mas não os primeiros dados de observação, prever os primeiros dados de observação que poderiam ter sido observados pelo primeiro satélite de observação, em particular quando os dados de observação de referência contêm observações conjuntas, cada observação conjunta compreendendo os primeiros dados de observação e os segundos dados de observação adquiridos para uma mesma área de observação conjunta e um mesmo período de observação conjunto.
[009] A formação de tal banco de dados também permite determinar, por exemplo por aprendizado de máquina, os primeiros dados de observação que poderiam ter sido observados por um satélite em órbita de deriva em uma área de interesse que não foi observada por este satélite em órbita de deriva durante um dado período de tempo, em função dos primeiros dados de observação adquiridos pelo satélite em órbita de deriva durante o período de tempo determinado em áreas de observação localizadas perto da área de interesse, e dados de observação de referência previamente registrados no banco de dados, em particular em função dos primeiros dados de observação de referência ou em função de observações de referência conjuntas.
[0010] Assim, é possível reconstituir os dados de observação para uma área estendida a partir dos primeiros dados de observação em relação às primeiras áreas de observação que não cobrem completamente a área estendida.
[0011] De acordo com formas de realização específicas, o método de observação pode compreender uma ou várias das seguintes características opcionais.
- atualizar o banco de dados com dados de observação feitos pelo primeiro satélite de observação e/ ou pelo segundo satélite de observação; - atualizar o banco de dados com observações conjuntas feitas pelo primeiro satélite de observação e pelo segundo satélite de observação;
- os dados de observação de referência contêm observações de referência conjuntas, cada observação conjunta compreendendo os primeiros dados de observação e os segundos dados de observação adquiridos para uma mesma área de observação conjunta e no mesmo período de observação conjunto; - cada etapa de cálculo é feita por um algoritmo preditivo atualizado por aprendizado de máquina em função dos dados de observação de referência previamente registrados no banco de dados para pelo menos uma área de interesse observada em conjunto pelo primeiro satélite de observação e pelo segundo satélite de observação; - os segundos dados de observação tornam possível detectar fenômenos meteorológicos na atmosfera do planeta, variações na composição da atmosfera, variações na superfície ou no interior do planeta, e variações nos campos elétricos, eletromagnéticos, gravitacionais e quânticos, independentemente dos comprimentos de onda; - os primeiros dados de observação tornam possível detectar fenômenos meteorológicos na superfície do planeta, variações na composição da atmosfera, variações na superfície ou no interior do planeta, e variações nos campos elétricos, eletromagnéticos, gravitacionais e quânticos, independentemente dos comprimentos de onda; - um satélite de observação compreende pelo menos um sensor de imagem a bordo.
- cada sensor de imagem opera em qualquer faixa de comprimento de onda, por exemplo, um ou vários dos comprimentos de onda visíveis, comprimentos de onda infravermelhos e micro-ondas; - um satélite de observação tem pelo menos um sensor de radar a bordo, por exemplo, um sensor de radar de abertura sintética; e - o planeta é a Terra.
[0012] A invenção também se refere a um sistema de observação de um planeta configurado para implementar o método de observação conforme definido acima, o sistema de observação compreendendo um primeiro satélite de observação em órbita de deriva e um segundo satélite de observação em órbita estacionária, um banco de dados no qual os dados de observação de referência são armazenados, e um computador no qual um algoritmo de predição é instalado configurado para implementar cada etapa de cálculo durante sua execução pelo computador.
[0013] A invenção também se refere a um produto de programa de computador que compreende instruções de código para realizar um método de observação conforme definido acima.
[0014] A invenção e suas vantagens serão melhor compreendidas após a leitura da seguinte descrição, fornecida apenas como um exemplo não limitativo, e feita em referência aos desenhos anexos, nos quais: - A Figura 1 é uma vista esquemática de satélites de observação de um sistema de observação por satélite de um planeta; - A Figura 2 é uma vista esquemática do sistema de observação por satélite; - As Figuras 3 a 6 são vistas esquemáticas que ilustram áreas de interesse localizadas entre áreas de observação.
[0015] Na Figura 1, um sistema de observação por satélite (2) configurado para observar um planeta (4) tem um primeiro satélite de observação (6) em órbita de deriva ao redor do planeta (4) e um segundo satélite de observação (8) em órbita estacionária ao redor do planeta (4).
[0016] O planeta (4) tem um eixo de rotação (A) e gira em torno desse eixo de rotação (A). O eixo de rotação (A) passa por dois pontos do planeta (4), que são dois pontos diametralmente opostos do planeta (4). O planeta (4) é para exemplo da Terra.
[0017] O primeiro satélite de observação (6) está em movimento em relação à superfície do planeta (4) e observa uma primeira área de observação (10) em um determinado momento, esta primeira área de observação (10) (a faixa) movendo-se sobre a superfície do planeta (4) ao longo de uma trajetória (11) que é uma projeção da órbita do primeiro satélite de observação sobre a superfície do planeta.
[0018] Cada primeira área de observação (10) observada pelo primeiro satélite de observação (6) é observada com uma frequência chamada frequência de revisitação. Devido à rotação do planeta (4), o primeiro satélite de observação (6) não passa de volta sobre as mesmas áreas de observação a cada revolução do primeiro satélite de observação ao redor do planeta.
[0019] No exemplo ilustrado, o primeiro satélite de observação (6) move-se ao longo de uma órbita baixa substancialmente polar, ou seja, localizada em um plano contendo o eixo de rotação (A) ou formando um leve ângulo com o eixo de rotação (A). A frequência de revisitação é então um múltiplo da frequência de rotação do primeiro satélite de observação (6) em torno do planeta (4).
[0020] Em uma variante, o primeiro satélite de observação (6) se move ao longo de uma órbita baixa não polar, por exemplo, do tipo equatorial ou semelhante.
[0021] O segundo satélite de observação (8) é imóvel em relação à superfície do planeta (4) e observa continuamente a segunda área de observação fixa (12) do planeta (4). O segundo satélite de observação (8) gira em torno do planeta (4) na mesma velocidade que a rotação do planeta (4) em torno de seu eixo de rotação (A).
[0022] A órbita do segundo satélite de observação (8) está, por exemplo, em um plano equatorial.
[0023] Conforme ilustrado na Figura 2, o primeiro satélite de observação (6) adquire os primeiros dados de observação (16) e o segundo satélite de observação (8) adquire os segundos dados de observação (18).
[0024] Os primeiros dados de observação (16) e os segundos dados de observação (18) são, por exemplo, de tipos diferentes. Em uma variante, eles podem ser do mesmo tipo.
[0025] As primeiras observações (16), por exemplo, tornam possível detectar um primeiro tipo de fenômeno e os segundos dados de observação (18) tornam possível detectar um segundo tipo de fenômeno diferente ou idêntico ao primeiro tipo de fenômeno.
[0026] Quando o primeiro tipo de fenômeno e o segundo tipo de fenômeno são diferentes, os fenômenos do primeiro tipo e do segundo tipo estão preferencialmente relacionados.
[0027] “Fenômenos de tipos relacionados” significa que a ocorrência de um fenômeno do primeiro tipo em uma área pode ser acompanhada pela ocorrência de um fenômeno do segundo tipo nessa mesma área.
[0028] O sistema de observação por satélite (2) compreende um computador (30) configurado para executar um algoritmo preditivo (32) realizado por computador.
[0029] O computador (30), por exemplo, compreende um processador (34) e uma memória (36) na qual o algoritmo preditivo (32) é gravado, o algoritmo preditivo (32) tendo instruções de código executáveis pelo processador (34) e configurado para realizar um método de observação quando o algoritmo é executado pelo processador (34)
[0030] O sistema de observação por satélite (2) compreende um banco de dados (38) no qual os dados de observação de referência são registrados.
[0031] Os dados de observação de referência, por exemplo, compreendem os primeiros dados de observação de referência e/ ou segundos dados de observação de referência.
[0032] Os primeiros dados de observação de referência e/ ou os segundos dados de observação de referência contidos no banco de dados (38) foram adquiridos pelo primeiro satélite de observação (6), pelo segundo satélite de observação (8) e/ ou por um ou vários outros satélites de observação do sistema de observação por satélite (2), cada um destes outros satélites sendo configurados para coletar os primeiros dados de observação e/ ou os segundos dados de observação.
[0033] Em outras palavras, o banco de dados (38) é fornecida com dados de observação pelo primeiro satélite de observação (6), pelo segundo satélite de observação (8) e/ ou por outros satélites configurados para adquirir os mesmos tipos de dados de observação.
[0034] Vantajosamente, os dados de observação de referência compreendem observações de referência conjuntas (40), cada observação de referência conjunta (40) compreendendo primeiros dados de observação de referência (42) e segundas observações de referência (44) adquiridas conjuntamente, isto é, em um mesmo período de tempo de observação conjunta e para uma mesma área de observação conjunta.
[0035] O período de tempo de observação conjunta é uma duração que é uma função da velocidade de variação dos fenômenos observados. Este período pode ser muito curto – 1 segundo – para fenômenos naturais rápidos (por exemplo, rajadas de vento) a vários minutos (nuvens), várias horas ou mesmo dias no caso de fenômenos mais lentos (por exemplo, erosão), até anos (por exemplo, variação do campo magnético do planeta).
[0036] Os primeiros dados de observação de referência (42) e os segundos dados de observação de referência (44) de cada observação de referência conjunta (40) foram adquiridos em conjunto pelo primeiro satélite de observação (6) e pelo segundo satélite de observação (8), ou por outros satélites de observação do sistema de observação por satélite (2), cada um destes outros satélites sendo configurados para coletar os primeiros dados de observação e/ ou segundos dados de observação.
[0037] Em outras palavras, o banco de dados (38) é fornecida com observações conjuntas do primeiro satélite de observação (6) e do segundo satélite de observação (8) e/ ou de outros satélites configurados para adquirir os mesmos tipos de dados de observação.
[0038] O algoritmo preditivo (32) é configurado para implementar um método de observação a partir dos primeiros dados de observação (16) adquiridos pelo primeiro satélite de observação (6) e/ ou os segundos dados de observação (18) adquiridos pelo segundo satélite de observação (8).
[0039] O método de observação compreende: - uma etapa para calcular os primeiros dados de observação previstos (46) para uma primeira área de interesse e um primeiro período de tempo durante o qual a primeira área de interesse não foi observada por um primeiro satélite de observação (6), como uma função, por um lado, dos segundos dados de observação (18) adquiridos pelo segundo satélite de observação (8), para a primeira área de interesse e durante o referido primeiro período de tempo, e/ ou primeiros dados de observação (16) adquiridos pelo primeiro satélite de observação (6), para as primeiras áreas de observação localizadas perto da primeira área de interesse e durante o referido primeiro período de tempo, e, por outro lado, dados de observação de referência previamente registrados no banco de dados (38), por exemplo em função de observações conjuntas (40); e/ ou - uma etapa para calcular os segundos dados de observação previstos (48), para uma segunda área de interesse e um segundo período de tempo durante o qual a área de interesse não foi observada pelo segundo satélite de observação, como uma função dos primeiros dados de observação (16) adquiridos pelo primeiro satélite de observação (6) para a segunda área de interesse e durante o referido segundo período de tempo, e dados de observação de referência previamente registrados no banco de dados (38), por exemplo, como uma função de observações de referência conjuntas (40).
[0040] O cálculo dos primeiros dados de observação previstos (46) e/ ou dos segundos dados de observação previstos (48) é, por exemplo, baseado na aprendizagem de máquina feita pelo algoritmo preditivo (32) a partir de dados de observação de referência no banco de dados (38), por exemplo, como uma função de observações de referência conjuntas (40) anteriormente registradas no banco de dados (38).
[0041] A multiplicidade de observações de referência pré-gravadas no banco de dados (38) torna possível prever quais primeiros dados de observação e/ ou quais segundos dados de observação poderiam ter sido observados em uma área de interesse e em um determinado período de tempo, enquanto que um não tem, ou pelo menos não completamente, esses primeiros dados de observação e/ ou esses segundos dados de observação para a área de interesse.
[0042] Em particular, observações conjuntas de referência pré- gravadas (40) tornam possível, por aprendizagem de máquina, saber que tipo de primeiros dados de observação devem ser observados na presença de segundos dados de observação (18) adquiridos pelo segundo satélite de observação (8) no período de tempo considerado, nomeadamente quais tipos de segundos dados de observação devem ser observados na presença dos primeiros dados de observação (16) adquiridos pelo primeiro satélite de observação (6) no período de tempo considerado, e/ ou para prever quais primeiros dados de observação devem ser observados pelo primeiro satélite de observação (6) em uma área de interesse em função dos primeiros dados de observação adquiridos pelo primeiro satélite de observação (6) em áreas de observação localizadas nas proximidades.
[0043] O método de observação, por exemplo, compreende calcular os primeiros dados de observação previstos (46) para uma primeira área de interesse (50) e um primeiro período de tempo durante o qual a primeira área de interesse (50) não foi observada pelo primeiro satélite de observação (6), nenhum primeiro dado de observação (16) adquirido pelo primeiro satélite de observação (6), portanto estando disponível durante o período considerado.
[0044] Assim, apesar da ausência dos primeiros dados de observação (16) adquiridos pelo primeiro satélite de observação (6) para a primeira área de interesse (50) no primeiro período de tempo considerado, o algoritmo preditivo (32) fornece os primeiros dados de observação previstos (46).
[0045] O algoritmo preditivo (32) associado ao banco de dados (38) contendo observações conjuntas de referência (40), portanto, torna possível prever o que poderia ter sido observado pelo primeiro satélite de observação (6) na primeira área de interesse (50) e no primeiro período de tempo considerado durante o qual o primeiro satélite de observação (6) não observou esta primeira área de interesse (50).
[0046] Conforme ilustrado na Figura 3, o primeiro satélite de observação (6) observa sucessivamente uma série de primeiras áreas de observação (10) distribuídas sobre a superfície do planeta ao longo da trajetória do primeiro satélite de observação (6).
[0047] O segundo satélite de observação (8) observa continuamente a segunda área de observação fixa (12) sobre a superfície do planeta (4) observado.
[0048] Devido à rotação do planeta (4) em torno de seu eixo de rotação (A) e à órbita de deriva do primeiro satélite de observação (6), a trajetória do primeiro satélite de observação (6) passa periodicamente sobre a segunda área de observação (12), de modo que as primeiras áreas de observação (10) estejam localizadas na segunda área de observação (12).
[0049] O primeiro satélite de observação (6), por exemplo, observa duas bandas de observação sucessivas (52) separadas por uma banda não observada (54) que não é observada pelo primeiro satélite de observação (6) durante o período de tempo que separa as observações das duas bandas de observação sucessivas (52).
[0050] A distância entre as duas bandas de observação sucessivas (52) pode corresponder à rotação do planeta (4) observado entre as duas passagens do primeiro satélite de observação (6).
[0051] Assim, considerando uma primeira área de interesse (50) localizada nesta banda não observada (54), nenhum primeiro dado (16) foi adquirido para esta primeira área de interesse (50) em um período de tempo localizado entre as duas passagens sucessivas do primeiro satélite de observação (6). Inversamente, os segundos dados (18) foram adquiridos pelo segundo satélite de observação (8).
[0052] O método de observação implementado pelo algoritmo preditivo (32) torna possível prever os primeiros dados de observação previstos (46) correspondentes ao que poderia ter sido observado pelo primeiro satélite de observação (16), em função dos segundos dados de observação (18) adquiridos pelo segundo satélite de observação (8) durante o período de tempo considerado.
[0053] A previsão pode ser feita para as primeiras áreas de interesse (50) localizadas na segunda área de observação fixa (12) e que não foram observadas pelo primeiro satélite de observação (6) durante as passagens sucessivas do primeiro satélite de observação (6) acima desta segunda área de observação (12), de modo a prever os primeiros dados de observação (46) previstos para essas primeiras áreas de interesse (50) e, assim, reconstruir os primeiros dados de observação (16, 46) adquiridos ou previstos para toda a segunda área de observação fixa (12).
[0054] Assim, embora o primeiro satélite de observação (6) não cubra toda a segunda área de observação (12) em um determinado período de tempo, é possível obter os primeiros dados de observação (16, 46) adquiridos ou previstos para toda a segunda área de observação fixa (12).
[0055] Conforme ilustrado na Figura 4, é possível que a frequência de aquisição dos primeiros dados de observação (16) pelo primeiro satélite de observação (6) seja tal que duas primeiras áreas de observação (10) observadas sucessivamente pelo primeiro satélite de observação (6) ao longo de sua órbita de deriva sejam espaçadas por uma primeira área de interesse (50) não observada pelo primeiro satélite de observação (6) no primeiro período de tempo localizado entre as observações das duas primeiras áreas de observação sucessivas (10).
[0056] Em outras palavras, o primeiro satélite de observação (6) observa a superfície do planeta (4) adquirindo os primeiros dados de observação (16) para uma série de primeiras áreas de observação discretas (10) alternando com áreas não observadas, durante uma mesma revolução do primeiro satélite de observação (6) em torno do planeta (4).
[0057] Também é possível que a aquisição dos primeiros dados (16) pelo primeiro satélite de observação (6) seja temporariamente interrompida, de modo que haja uma primeira área de interesse não observada (50) separando duas primeiras áreas de observação (10) observadas sucessivamente pelo primeiro satélite de observação (6) durante uma mesma revolução do primeiro satélite de observação (6) em torno do planeta (4).
[0058] Portanto, em um exemplo de forma de realização, o método de observação compreende calcular os primeiros dados de observação previstos (46) para uma primeira área de interesse (50) localizada entre duas primeiras áreas de observação (10) observadas sucessivamente pelo primeiro satélite de observação (6) durante uma mesma revolução do primeiro satélite de observação (6) em torno o planeta (4), a primeira área de interesse (50) não tendo sido observada pelo primeiro satélite de observação (6).
[0059] Como também ilustrado na Figura 4, o método de observação compreende, em uma variante ou opcionalmente, calcular os primeiros dados de observação previstos (46) para uma primeira área de interesse (51) que está localizada na segunda área de observação (12), que não foi observada pelo primeiro satélite de observação (6) durante um primeiro período de tempo durante o qual o primeiro satélite de observação (6) observou as primeiras áreas de observação (10) localizadas na segunda área de observação (12), a primeira área de interesse (51) não sendo localizada em qualquer um dos alinhamentos das primeiras áreas de observação (10) das passagens sucessivas do primeiro satélite de observação (6) acima da segunda área de observação no primeiro período de tempo.
[0060] As primeiras áreas de observação (10) estão localizadas ao longo de linhas correspondentes às passagens sucessivas do primeiro satélite de observação (6) acima da segunda área de observação (12), a primeira área de interesse (51) estando localizada fora dessas linhas.
[0061] O método de observação, portanto, torna possível, pela combinação das primeiras áreas de interesse (50 e 51), reconstituir o que o primeiro satélite de observação (6) teria observado durante um determinado período de tempo sobre uma área estendida para a qual o primeiro satélite de observação (6) adquiriu os primeiros dados de observação (16) apenas nas primeiras áreas de observação (10) localizadas na área estendida, embora sendo espaçadas umas das outras.
[0062] Em outras palavras, a partir de dados fragmentados na área estendida, é possível prever os primeiros dados de observação para toda a área estendida.
[0063] Conforme ilustrado na Figura 5, o primeiro satélite de observação (6) observa as primeiras áreas de observação (10) que estão localizadas fora da segunda área de observação fixa (12) continuamente observada pelo segundo satélite de observação (8), e para as quais o segundo satélite de observação (8) não adquire os primeiros dados de observação (18).
[0064] Em um exemplo de forma de realização, o método de observação compreende calcular os segundos dados de observação previstos (48) para uma segunda área de interesse (55, 57) não observada pelo segundo satélite de observação (8) durante um segundo período de tempo considerado, em função de: - por um lado, dos primeiros dados de observação (16) adquiridos pelo primeiro satélite de observação (6) durante o segundo período de tempo considerado, por exemplo, para a segunda área de interesse (55), e - por outro lado, dados de observação de referência previamente registrados no banco de dados (38), em particular dados de observação de referência conjunta (40) previamente registrados no banco de dados (38).
[0065] Isso torna possível calcular os dados de segunda observação previstos (48) em segundas áreas de interesse (55) não observadas pelo segundo satélite de observação (8) e, assim, ampliar virtualmente a segunda área de observação (12) coberta pelo segundo satélite de observação (8).
[0066] Conforme ilustrado na Figura 5, uma área de interesse (55) pode coincidir com uma área de observação (10) do primeiro satélite de observação (6) observado por este último durante o segundo período de tempo, caso em que os segundos dados de observação previstos (46) são calculados como uma função dos primeiros dados de observação adquiridos para a área de interesse (55), ou uma área de interesse (57) pode ser diferente das áreas de observação (10) do primeiro satélite de observação (6) observado por este último durante o segundo período de tempo.
[0067] Conforme ilustrado na Figura 6, em um primeiro período de tempo, o primeiro satélite de observação (6) adquire os primeiros dados de observação (16) para as primeiras áreas de observação (10) que estão localizadas em uma área estendida (60). As primeiras áreas de observação (10) aqui estão alinhadas ao longo das linhas de observação paralelas (62) correspondentes a passagens sucessivas do primeiro satélite de observação (6) acima da área estendida (60). As linhas de observação (62) estão espaçadas umas das outras. As primeiras áreas de observação (10) de cada linha de observação (62) são espaçadas (conforme ilustrado) ou contíguas.
[0068] Em um exemplo de forma de realização, o método de observação compreende calcular os primeiros dados de observação previstos (46) para pelo menos uma área de interesse (64) adjacente a uma ou várias áreas de observação (10) e para o período de tempo considerado, como uma função dos primeiros dados de observação (16) adquiridos pelo primeiro satélite e dados de observação de referência previamente registrados no banco de dados (38).
[0069] Em uma forma de realização, os dados de observação de referência previamente registrados no banco de dados (38) e levados em consideração para calcular os primeiros dados de observação previstos (46) são exclusivamente os primeiros dados de observação de referência. Neste caso, o banco de dados (38) pode compreender apenas os primeiros dados de observação de referência.
[0070] Em uma variante, os dados de observação de referência previamente registrados no banco de dados (38) e levados em consideração para calcular os primeiros dados de observação previstos (46) compreendem os primeiros dados de observação de referência e os segundos dados de observação de referência. Isso possibilita ter mais dados, o que permite um melhor aprendizado.
[0071] Em uma forma de realização específica, os dados de observação de referência previamente registrados no banco de dados (38) e levados em consideração para calcular os primeiros dados de observação previstos (46) compreendem ou são compostos de observações de referência conjuntas (40). Isto é favorável para o aprendizado e a confiabilidade da previsão.
[0072] Este cálculo é feito em particular sem levar em consideração os segundos dados de observação (18) adquiridos pelo segundo satélite de observação (8) durante o mesmo período de tempo que os primeiros dados de observação (16) adquiridos para as primeiras áreas de observação (10). A área estendida (60) é, por exemplo, separada da segunda área de observação (12).
[0073] Na verdade, a coleta de dados de observação de referência conjunta (40), em particular associada ao aprendizado de máquina, torna possível prever os primeiros dados de observação previstos (46) para áreas de interesse não observadas a partir dos primeiros dados de observação adquiridos (16) para áreas de observação adjacentes (10).
[0074] O método torna possível reconstruir os primeiros dados de observação para a área estendida (60) a partir dos primeiros dados de observação adquiridos para as primeiras áreas de observação (10) localizadas na área estendida (60) e cobrindo apenas parte da área estendida (60).
[0075] O primeiro satélite de observação (6) e o segundo satélite de observação (8) compreendem, cada um, um ou vários sensores configurados para adquirir os dados de observação.
[0076] Em um exemplo de forma de realização, os primeiros dados de observação (16) são adquiridos por pelo menos um sensor de radar (56) incorporado no primeiro satélite de observação (6), por exemplo, um sensor de radar de abertura sintética.
[0077] Em um exemplo de forma de realização, os primeiros dados de observação (16) tornam possível determinar um campo de vento sobre a superfície do planeta. Com efeito, um sensor de radar, em particular um sensor de radar de abertura sintética, por exemplo, permite determinar o estado da superfície de um corpo d’água, por exemplo o mar, o que torna possível deduzir a direção e/ ou força daí resultante dos ventos circulando na superfície desse corpo d’água.
[0078] Em um exemplo de forma de realização, os segundos dados de observação (18) são fornecidos por pelo menos um sensor de imagem (58) a bordo do segundo satélite de observação (8).
[0079] Cada sensor de imagem (58) pode operar em qualquer faixa de comprimento de onda.
[0080] Cada sensor de imagem (58), por exemplo, opera em uma ou várias faixas de comprimento de onda entre os comprimentos de onda visíveis, comprimentos de onda infravermelhos e micro-ondas.
[0081] Os segundos dados de observação (18) permitem determinar a presença de fenômenos meteorológicos na atmosfera. Um fenômeno meteorológico é caracterizado, por exemplo, pela forma, dimensões,
variações de velocidade da forma e/ ou velocidade de variação das dimensões das nuvens presentes na atmosfera acima da área observada.
[0082] Na verdade, certas formas e/ ou extensões de nuvens são características de fenômenos meteorológicos específicos. Como exemplo, os Cumulonimbi, que geralmente são a sede das tempestades, são nuvens de formato característico (bigorna) com grande extensão vertical movendo-se rapidamente.
[0083] Além disso, a presença de certos fenômenos meteorológicos está associada a ventos específicos na superfície do planeta.
Como exemplo, um Cumulonimbus gera ventos ascendentes e descendentes, com áreas de forte vento horizontal.
[0084] As observações conjuntas de referência (40), cruzando os primeiros dados de observação do vento (42) e os segundos dados de observação (44) relativos a fenômenos meteorológicos, tornam possível associar os ventos aos fenômenos meteorológicos que os geram.
[0085] Em seguida, é possível prever um campo de vento na superfície do planeta (4) como uma função dos segundos dados (18) adquiridos pelo segundo satélite de observação (8) e em relação aos fenômenos meteorológicos adquiridos pelo segundo satélite de observação (8) em uma primeira área de interesse (50) e em um primeiro período de tempo para o qual o primeiro satélite de observação (6) não forneceu os primeiros dados de observação (16).
[0086] Por outro lado, é possível prever um fenômeno meteorológico em função dos primeiros dados de observação (16) em relação aos ventos adquiridos pelo primeiro satélite de observação (6) em uma segunda área de interesse (55) e em um segundo período de tempo para o qual o segundo satélite de observação (8) não forneceu dados de segunda observação (18).
[0087] Em um exemplo de forma de realização preferida, o planeta observado é a Terra. Neste caso, o primeiro satélite de observação é por exemplo um satélite de observação como SENTINEL, TerraSAR, CloudSat, etc.
e/ ou o segundo satélite de observação é por exemplo um satélite de observação como Meteosat, Himawari, Goes, etc.
[0088] A invenção não se limita à observação de ventos e fenômenos meteorológicos na superfície terrestre.
[0089] A invenção se aplica a outros fenômenos observáveis, por exemplo, fenômenos de erosão costeira ou de maciço montanhoso, mudanças na vegetação, tipo de solo, fenômenos sísmicos e ondas, mudanças na altitude devido à consolidação da terra, colapso ou afluxo, etc., na superfície ou no interior a Terra ou qualquer outro planeta.
[0090] Assim, os primeiros dados de observação e/ ou os segundos dados de observação, por exemplo, tornam possível determinar variações de composição da atmosfera, variações na superfície ou no interior do planeta e variações nos campos elétricos, eletromagnéticos, gravitacionais e quânticos, independentemente dos comprimentos de onda.
[0091] Para tais fenômenos cujas evoluções são mais ou menos rápidas, a duração do período de tempo de observação conjunto é, por exemplo, entre um segundo (rajada de vento, ondas sísmicas) e várias horas (superfícies molhadas), a vários dias (vegetação, erosão, mudança de altitude da terra por consolidação, colapso ou afluxo) ou anos (variação de campos magnéticos, por exemplo).
[0092] A invenção é baseada na aprendizagem de máquina a partir de dados de observação de referência previamente registrados no banco de dados (38). Estes dados de observação de referência podem compreender primeiros dados de observação de referência, segundos dados de observação de referência e/ ou dados de observação de referência conjunta. Em formas de realização específicas, cada etapa de cálculo é feita em função dos primeiros dados de observação de referência, segundos dados de observação de referência e/ ou observações de referência conjuntas.
Claims (12)
1. MÉTODO IMPLEMENTADO POR COMPUTADOR PARA OBSERVAR UM PLANETA, o método caracterizado por compreender: - uma etapa para calcular os primeiros dados de observação previstos (46) para uma primeira área de interesse (50, 51, 64) e um primeiro período de tempo durante o qual a primeira área de interesse não foi observada por um primeiro satélite de observação (6) em órbita de deriva, em função de: - segundos dados de observação (18) adquiridos por um segundo satélite de observação (8) em órbita estacionária, para a primeira área de interesse (50, 51, 64) e durante o referido primeiro período de tempo, e/ ou primeiros dados de observação (16) adquiridos pelo primeiro satélite de observação (6), para as primeiras áreas de observação (10) localizadas perto da primeira área de interesse (50, 51, 64) e durante o referido primeiro período de tempo; e - dados de observação de referência (40) previamente registrados em um banco de dados; e/ ou - uma etapa para calcular os segundos dados de observação previstos (48), para uma segunda área de interesse (55) e um segundo período de tempo durante o qual a área de interesse (55) não foi observada pelo segundo satélite de observação (8) em órbita estacionária, em função de: - primeiros dados de observação (16) adquiridos pelo primeiro satélite de observação (6) em órbita de deriva e durante o segundo período de tempo, e - dados de observação de referência (40) previamente registrados no banco de dados.
2. MÉTODO DE OBSERVAÇÃO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por compreender a atualização do banco de dados
(38) com dados de observação (16, 18) feitos pelo primeiro satélite de observação (6) e/ ou pelo segundo satélite de observação (8).
3. MÉTODO DE OBSERVAÇÃO de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 2, caracterizado pelos dados de observação de referência (40) conterem observações de referência conjunta, cada observação de referência conjunta compreendendo os primeiros dados de observação e os segundos dados de observação adquiridos para uma mesma área de observação conjunta e em um mesmo período de observação conjunta.
4. MÉTODO DE OBSERVAÇÃO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado por cada etapa de cálculo ser feita por um algoritmo preditivo atualizado por aprendizado de máquina como uma função de dados de observação de referência pré-gravados no banco de dados para pelo menos uma área de interesse observada em conjunto pelo primeiro satélite de observação (6) e pelo segundo satélite de observação (8).
5. MÉTODO DE OBSERVAÇÃO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelos segundos dados de observação (16, 46) tornarem possível detectar fenômenos meteorológicos na atmosfera do planeta, variações de composição da atmosfera, variações na superfície de ou dentro do planeta, e variações nos campos elétricos, eletromagnéticos, gravitacionais e quânticos, independentemente dos comprimentos de onda.
6. MÉTODO DE OBSERVAÇÃO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelos primeiros dados de observação (18, 48) tornarem possível detectar fenômenos meteorológicos na superfície do planeta, variações de composição da atmosfera, variações na superfície de ou dentro do planeta, e variações nos campos elétricos, eletromagnéticos, gravitacionais e quânticos, independentemente dos comprimentos de onda.
7. MÉTODO DE OBSERVAÇÃO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado por um satélite de observação (8) compreender pelo menos um sensor de imagem a bordo (58).
8. MÉTODO DE OBSERVAÇÃO, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado por cada sensor de imagem operar em qualquer faixa de comprimento de onda, por exemplo, um ou vários entre os comprimentos de onda visíveis, comprimentos de onda infravermelhos e micro-ondas.
9. MÉTODO DE OBSERVAÇÃO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado por um satélite de observação (6) ter pelo menos um sensor de radar a bordo (56), por exemplo, um sensor de radar de abertura sintética.
10. MÉTODO DE OBSERVAÇÃO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, caracterizado pelo planeta ser a Terra.
11. SISTEMA DE OBSERVAÇÃO DE UM PLANETA CONFIGURADO PARA IMPLEMENTAR O MÉTODO DE OBSERVAÇÃO, conforme definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 10, caracterizado pelo sistema de observação (4) compreender um primeiro satélite de observação (6) em órbita de deriva e um segundo satélite de observação (8) em órbita estacionária, um banco de dados (38) no qual os dados de observação de referência (40) são armazenados e um computador (30) no qual um algoritmo de predição (32) é instalado e configurado para implementar cada etapa de cálculo durante sua execução pelo computador (30)
12. PRODUTO DE PROGRAMA DE COMPUTADOR, caracterizado por compreender instruções de código para implementar um método de observação, conforme definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 10.
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