Aplicações SIG do
Ministério da Defesa ao
Ministério do Planejamento
APRESENTADOR: ALEX LOPES PEREIRA
2000 a 2004 – Graduação em Engenharia de Computação no ITA
2005 a 2008 – Mestrado em Eng. de Computação e Eletrônica no ITA
2009 a 2015 – Doutorado em Eng. de Computação e Eletrônica no ITA
2004 a 2010 – Empreendedor, sócio em empresa de base tecnológica
2014 a 2014 - QualConcurso
2013 a 2017 – Censipam / Ministério da Defesa
2017 – Ministério do PlanejamentoMP
Apresentação Pessoal (Acadêmica e
Profissional)
Roteiro
04/07/17
Competição
Kaggle/Planet
Espacializar os
gastos do
orçamento federal
Min. da Defesa Min. do Planejamento
Análise
geográfica do
BPC
Metod. Identificação
de desmatamento
em img. SAR
Automação de fluxo
de organização de
dados raster
Fora do escopo desta apresentação
Transição (CF)
Automações Geo no Projeto
Projeto Amazoniasar
Contexto

Detecção de desmatamento na Amazônia

Na época de cobertura de nuvem (outubro a abril)

Com imagens de radar micro-ondas
– Pouco sensíveis às condições meteorológicas*

Requisito temporal

Prover as informações de desmatamento enquanto o
delito estiver em curso
– Maximizar a chance de uma operação de combate
ser bem sucedida
Princípios

Repositório de dados único

Dados Brutos/Originais

Utilidade

Publicidade

Automatizar Processos

Controle Prévio
Fluxo automatizado e contínuo
Motivação do Índice de Imagem
Procurar imagens pelo nome do arquivo/pasta é
uma tarefa “ingrata”.

Analogia com livro.
2 – Indexador

2a. Cataloga imagens originais (brutas) no BD

2b. Move as imagens para o repositório de imagens

Garantia de padronização (Bruno Alphonsus)
5 – Toolbox Sipamsar

Conjunto de plugins do QGIS (Software Livre)

Sinalizador de Camadas (Mario Fraga/CRPV)
7 – IDL Sarprocessor

Script IDL criado pela Empresa Sulsoft
− Especificamente para o Projeto Amazoniasar
− Transforma imagens brutas em imagens georeferenciadas
 Multilook, Geocodificação, Corregistro e outras
11 – Edição Vetorial

O operação é manual onde o Analista de SR
− dá sua contribuição intelectual identificando áreas de
desmatamento e marcando estas áreas

desenhando polígonos que contornam a região desmatada.
12 – Modelagem e Versionamento

Automação da criação de atributos para cada polígono
desenhado
− Ponto de centro geométrico do polígono;
− Área do polígono;
− Versionamento dos polígonos

Qual usuário fez que tipo de operação (Inserção, Alteração e
Remoção) e quando (data) - Luiz Kairuz

Permite a avaliação da produtividade (via toolbox sipamsar )
13–Consulta de desmatamento por Usuário
externo

Interface Web para visualização de dados geográficos
− Dá celeridade à divulgação dos resultados (Requisito
temporal)
− Ainda não foi desenvolvido.
− Versionamento dos polígonos

Sugere-se adotar um Webgis (software livre) e também divulgar
os resultados via serviços OGC
Dados de Desempenho
~5 min/imagem ~1 min/imagem
~30
min/imagem
~1 min/imagem
~1 min/imagem
Recomendações

Produto de alta qualidade
− Priorizar a qualidade em detrimento da quantidade
− Fazer o produto ser conhecido pela: celeridade e acurácia

Analogia com a operação Serenata de Amor

Sistema de TI que detecta gastos irregulares de verbas
de gabinete de congressistas

627 indicações de alta qualidade (reconhecimento da
Câmara dos Deputados).

https://serenatadeamor.org/

Desenvolver as soluções de TI
− sem opções temporárias (“gambiarras”)

Fazer bem feito pra fazer só uma vez.

Se tem que ser feito, tem que ser bem feito.
Recomendações

Foco na efetividade do produto
− Nosso papel termina quando nossas informações

Forem responsáveis por operações bem sucedidas.

Código Fonte (não está genérico)
− https://github.com/alexlopespereira/taskmanager
− https://github.com/alexlopespereira/sipamsar
− https://github.com/alexlopespereira/image_indexer
Trabalho Conjunto

Porto Velho - RO
− Alex Pereira: Script shell, Postgis, PL/pgSQL, PL/Python,
PyQGIS, Python, processamento de imagem
− Mario Fraga: PyQGIS, PostgreSQL
− Luis Kairuz: Postgis, PL/pgSQL, PyQGIS

Brasília - DF
− Bruno Alphonsus: Indexador(Python), Postgis
− José de Paula: Postgis
− Rafael Costa: Script shell
− Cristina Beneditti: especificação de requisitos
− Miguel Arcanjo: especificação de requisitos
desmatamento em imagens
ópticas

Participei entre o curso de formação e a
nomeação no MP
◦2 semanas para participar da competição
◦Planet: Understanding the Amazon from Space
◦Use satellite data to track the human footprint in the Amazon
rainforest
◦https://www.kaggle.com/c/planet-understanding-the-
amazon-from-space
Dividiu-se uma imagem em tiles de
256x256
30 milhões de hectares
150 mil tiles (classificados manualmente)
Classificação de Tiles (256x256 @
3.7m)
Objetivo: Desenvolver um
classificador
Classificador
Classe 1 (floresta),
Classe 3 (Estrada),
Classe 10 (Nuvem)
Identificação de Névoa e Rio

Sobel (detecção de bordas) => Saturação
Original Sobel Img. Saturada
Saturar = multiplicar
o valor de cada pixel
por 255
Sobel
Sobel e saturação: JPG e TIF
JPG
TIF
Sobel: JPG
Sobel e saturação: JPG e TIF
JPG
TIF
Sobel e saturação: JPG e TIF
JPG
TIF
Sobel e saturação: JPG e TIF
JPG
TIF
Sobel e saturação: JPG e TIF
JPG
TIF
Classificador

Contar a quantidade de quadrados
◦8x8 (ou múltiplos)
◦Em cada uma das bandas

Uma alta densidade desses quadrados
◦Indica a presença de névoa/água
Por que esse padrão
aparece ?

RGB (255, 0, 255)

RGB (0, 0, 255)

RGB (255, 255, 0)

RGB (255, 255, 255)

Numa imagem de 8 bits (0 a 255)
◦{1, 2, ..., 255} * 255 => satura em 255
◦0 * 255 = 0
◦Conclusão: uma das bandas do Sobel de imagens JPG tem
quadrados com valor 0
com névoas retorna 0 em alguns
blocos 8x8?
DCT (8x8) Decomposição em frequências Matriz de Quantização
Altas
frequências
Benefício assistencial ao idoso e à
pessoa com deficiência (BPC)

Garantia de um salário mínimo mensal
◦à pessoa com deficiência e
◦ao idoso com 65 anos ou mais de baixa renda
◦que comprovem não possuir meios de prover a própria
manutenção, nem de tê-la provida por sua família.

A cada R$1,00 gasto com o BPC
◦R$1,54 retorna em consumo
◦R$1,19 no PIB
do BPC com CPF inexistente na
base da RFB

1898 CPFs válidos (Vitor Villarino)
◦mas ausentes da base da RFB

CPF válidos matematicamente
◦Por exemplo, criados por um gerador de CPF
www.geradordecpf.org
Distribuição geográfica dos donos
de CPFs inexistentes
Distribuição geográfica de todos(*)
os beneficiários do BPC
(*) – Base parcial de CEP
Comparação da distribuição
geográfica
CPF Inexistente Todos(*) os beneficiários
Plano Plurianual (PPA) – Art. 165 da
CF

§ 1º A lei que instituir o plano plurianual
estabelecerá,
◦de forma regionalizada,
◦as diretrizes, objetivos e metas da administração pública
federal
◦para as despesas de capital e outras delas decorrentes e para
as relativas aos programas de duração continuada.
Propostas para medir indicadores
do PPA

Medir indicadores do PPA
◦Com a maior frequência temporal possível, e
◦Com a maior granularidade possível
◦Em nível de setor censitário (IBGE) ou de CEP

É possível especializar vários indicadores. A
informação espacial já existe para indicadores de
◦Educação (escolas)
◦Saúde (endereço dos hospitais, UBS...)
◦Habitação (endereço da habitação)
◦Saneamento básico (endereço das obras)
◦Assistência social (endereço dos CRAS)
Quem não mede não controla.
(William Deming, PDCA)
Recomendação: Produza,
organize e publique os dados
produzidos pelo seu órgão.
OBRIGADO!

2018 - Aplicações SIG do Ministério da Defesa ao Ministério do Planejamento

  • 1.
    Aplicações SIG do Ministérioda Defesa ao Ministério do Planejamento APRESENTADOR: ALEX LOPES PEREIRA
  • 2.
    2000 a 2004– Graduação em Engenharia de Computação no ITA 2005 a 2008 – Mestrado em Eng. de Computação e Eletrônica no ITA 2009 a 2015 – Doutorado em Eng. de Computação e Eletrônica no ITA 2004 a 2010 – Empreendedor, sócio em empresa de base tecnológica 2014 a 2014 - QualConcurso 2013 a 2017 – Censipam / Ministério da Defesa 2017 – Ministério do PlanejamentoMP Apresentação Pessoal (Acadêmica e Profissional)
  • 3.
    Roteiro 04/07/17 Competição Kaggle/Planet Espacializar os gastos do orçamentofederal Min. da Defesa Min. do Planejamento Análise geográfica do BPC Metod. Identificação de desmatamento em img. SAR Automação de fluxo de organização de dados raster Fora do escopo desta apresentação Transição (CF)
  • 4.
    Automações Geo noProjeto Projeto Amazoniasar
  • 5.
    Contexto  Detecção de desmatamentona Amazônia  Na época de cobertura de nuvem (outubro a abril)  Com imagens de radar micro-ondas – Pouco sensíveis às condições meteorológicas*  Requisito temporal  Prover as informações de desmatamento enquanto o delito estiver em curso – Maximizar a chance de uma operação de combate ser bem sucedida
  • 6.
    Princípios  Repositório de dadosúnico  Dados Brutos/Originais  Utilidade  Publicidade  Automatizar Processos  Controle Prévio
  • 7.
  • 8.
    Motivação do Índicede Imagem Procurar imagens pelo nome do arquivo/pasta é uma tarefa “ingrata”.  Analogia com livro.
  • 9.
    2 – Indexador  2a.Cataloga imagens originais (brutas) no BD  2b. Move as imagens para o repositório de imagens  Garantia de padronização (Bruno Alphonsus)
  • 10.
    5 – ToolboxSipamsar  Conjunto de plugins do QGIS (Software Livre)  Sinalizador de Camadas (Mario Fraga/CRPV)
  • 11.
    7 – IDLSarprocessor  Script IDL criado pela Empresa Sulsoft − Especificamente para o Projeto Amazoniasar − Transforma imagens brutas em imagens georeferenciadas  Multilook, Geocodificação, Corregistro e outras
  • 12.
    11 – EdiçãoVetorial  O operação é manual onde o Analista de SR − dá sua contribuição intelectual identificando áreas de desmatamento e marcando estas áreas  desenhando polígonos que contornam a região desmatada.
  • 13.
    12 – Modelageme Versionamento  Automação da criação de atributos para cada polígono desenhado − Ponto de centro geométrico do polígono; − Área do polígono; − Versionamento dos polígonos  Qual usuário fez que tipo de operação (Inserção, Alteração e Remoção) e quando (data) - Luiz Kairuz  Permite a avaliação da produtividade (via toolbox sipamsar )
  • 14.
    13–Consulta de desmatamentopor Usuário externo  Interface Web para visualização de dados geográficos − Dá celeridade à divulgação dos resultados (Requisito temporal) − Ainda não foi desenvolvido. − Versionamento dos polígonos  Sugere-se adotar um Webgis (software livre) e também divulgar os resultados via serviços OGC
  • 15.
    Dados de Desempenho ~5min/imagem ~1 min/imagem ~30 min/imagem ~1 min/imagem ~1 min/imagem
  • 16.
    Recomendações  Produto de altaqualidade − Priorizar a qualidade em detrimento da quantidade − Fazer o produto ser conhecido pela: celeridade e acurácia  Analogia com a operação Serenata de Amor  Sistema de TI que detecta gastos irregulares de verbas de gabinete de congressistas  627 indicações de alta qualidade (reconhecimento da Câmara dos Deputados).  https://serenatadeamor.org/  Desenvolver as soluções de TI − sem opções temporárias (“gambiarras”)  Fazer bem feito pra fazer só uma vez.  Se tem que ser feito, tem que ser bem feito.
  • 17.
    Recomendações  Foco na efetividadedo produto − Nosso papel termina quando nossas informações  Forem responsáveis por operações bem sucedidas.  Código Fonte (não está genérico) − https://github.com/alexlopespereira/taskmanager − https://github.com/alexlopespereira/sipamsar − https://github.com/alexlopespereira/image_indexer
  • 18.
    Trabalho Conjunto  Porto Velho- RO − Alex Pereira: Script shell, Postgis, PL/pgSQL, PL/Python, PyQGIS, Python, processamento de imagem − Mario Fraga: PyQGIS, PostgreSQL − Luis Kairuz: Postgis, PL/pgSQL, PyQGIS  Brasília - DF − Bruno Alphonsus: Indexador(Python), Postgis − José de Paula: Postgis − Rafael Costa: Script shell − Cristina Beneditti: especificação de requisitos − Miguel Arcanjo: especificação de requisitos
  • 19.
    desmatamento em imagens ópticas  Participeientre o curso de formação e a nomeação no MP ◦2 semanas para participar da competição ◦Planet: Understanding the Amazon from Space ◦Use satellite data to track the human footprint in the Amazon rainforest ◦https://www.kaggle.com/c/planet-understanding-the- amazon-from-space
  • 20.
    Dividiu-se uma imagemem tiles de 256x256 30 milhões de hectares 150 mil tiles (classificados manualmente)
  • 21.
    Classificação de Tiles(256x256 @ 3.7m)
  • 22.
    Objetivo: Desenvolver um classificador Classificador Classe1 (floresta), Classe 3 (Estrada), Classe 10 (Nuvem)
  • 23.
    Identificação de Névoae Rio  Sobel (detecção de bordas) => Saturação Original Sobel Img. Saturada Saturar = multiplicar o valor de cada pixel por 255
  • 24.
  • 25.
    Sobel e saturação:JPG e TIF JPG TIF
  • 26.
  • 27.
    Sobel e saturação:JPG e TIF JPG TIF
  • 28.
    Sobel e saturação:JPG e TIF JPG TIF
  • 29.
    Sobel e saturação:JPG e TIF JPG TIF
  • 30.
    Sobel e saturação:JPG e TIF JPG TIF
  • 31.
    Classificador  Contar a quantidadede quadrados ◦8x8 (ou múltiplos) ◦Em cada uma das bandas  Uma alta densidade desses quadrados ◦Indica a presença de névoa/água
  • 32.
    Por que essepadrão aparece ?  RGB (255, 0, 255)  RGB (0, 0, 255)  RGB (255, 255, 0)  RGB (255, 255, 255)  Numa imagem de 8 bits (0 a 255) ◦{1, 2, ..., 255} * 255 => satura em 255 ◦0 * 255 = 0 ◦Conclusão: uma das bandas do Sobel de imagens JPG tem quadrados com valor 0
  • 33.
    com névoas retorna0 em alguns blocos 8x8? DCT (8x8) Decomposição em frequências Matriz de Quantização Altas frequências
  • 34.
    Benefício assistencial aoidoso e à pessoa com deficiência (BPC)  Garantia de um salário mínimo mensal ◦à pessoa com deficiência e ◦ao idoso com 65 anos ou mais de baixa renda ◦que comprovem não possuir meios de prover a própria manutenção, nem de tê-la provida por sua família.  A cada R$1,00 gasto com o BPC ◦R$1,54 retorna em consumo ◦R$1,19 no PIB
  • 35.
    do BPC comCPF inexistente na base da RFB  1898 CPFs válidos (Vitor Villarino) ◦mas ausentes da base da RFB  CPF válidos matematicamente ◦Por exemplo, criados por um gerador de CPF www.geradordecpf.org
  • 36.
    Distribuição geográfica dosdonos de CPFs inexistentes
  • 37.
    Distribuição geográfica detodos(*) os beneficiários do BPC (*) – Base parcial de CEP
  • 38.
    Comparação da distribuição geográfica CPFInexistente Todos(*) os beneficiários
  • 39.
    Plano Plurianual (PPA)– Art. 165 da CF  § 1º A lei que instituir o plano plurianual estabelecerá, ◦de forma regionalizada, ◦as diretrizes, objetivos e metas da administração pública federal ◦para as despesas de capital e outras delas decorrentes e para as relativas aos programas de duração continuada.
  • 40.
    Propostas para medirindicadores do PPA  Medir indicadores do PPA ◦Com a maior frequência temporal possível, e ◦Com a maior granularidade possível ◦Em nível de setor censitário (IBGE) ou de CEP  É possível especializar vários indicadores. A informação espacial já existe para indicadores de ◦Educação (escolas) ◦Saúde (endereço dos hospitais, UBS...) ◦Habitação (endereço da habitação) ◦Saneamento básico (endereço das obras) ◦Assistência social (endereço dos CRAS)
  • 41.
    Quem não medenão controla. (William Deming, PDCA) Recomendação: Produza, organize e publique os dados produzidos pelo seu órgão. OBRIGADO!