Como representar a superfície da Terra de forma mais confiável?

Geodesistas desenvolvem modelos matemáticos a partir da coleta de dados sobre a Terra (Foto: Arquivo pessoal)

A forma, as dimensões e o campo de gravidade da Terra são calculados por uma ciência chamada Geodésia. Os cientistas da área, chamados de geodesistas, desenvolvem modelos matemáticos a partir da coleta de dados sobre o planeta, obtidos por meio de satélites, equipamentos eletrônicos, sensores terrestres, aeronaves, drones e plataformas aquáticas.

Agora, esses estudos podem ser ainda mais confiáveis, graças à tese de Vinicius Rofatto, professor do curso de Engenharia de Agrimensura e Cartográfica, da Universidade Federal de Uberlândia (UFU), Campus Monte Carmelo. Intitulada “Uma extensão à teoria da confiabilidade em geodésia”, a pesquisa foi desenvolvida no Programa de Pós-Graduação em Sensoriamento Remoto da Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS) e recebeu menção honrosa no Prêmio Capes de Tese, cujo resultado foi divulgado no início deste mês.

Geodésia mais confiável

Os cientistas da área de Geodésia vão a campo e observam, coletam dados, fazem medições e constroem modelos matemáticos. Por exemplo, para monitorar a estrutura de uma barragem, são feitas medições geodésicas, como as de ângulo e distância entre pontos que são instalados na barragem.

O problema é que podem ocorrer erros na elaboração desses modelos matemáticos, porque é natural que as observações variem (o que os cientistas chamam de erros aleatórios), sem falar que o volume de dados para serem processados é enorme (e podem ocorrer o que eles chamam de erros anômalos). 

Mas existe um procedimento para identificar e remover erros anômalos, chamado Data Snooping, baseado em teste de hipóteses. A cada vez que os erros são removidos, o que se tem é um novo modelo matemático, então o procedimento é repetido: são buscados possíveis outros erros até que mais nenhum seja encontrado.

Aí está garantido que tudo vai dar certo? Ainda não, porque testes estatísticos podem falhar. O teste pode dizer que tem um erro no modelo matemático onde não tem (o falso positivo) ou que não tem erro onde tem, sim (o falso negativo). "O procedimento de teste Data Snooping pode trazer como resposta o seguinte: a barragem não está sendo rompida, quando na realidade ela está. Ou o teste pode falar que ela está sendo rompida quando na realidade ela não está", exemplifica Rofatto.

Tese foi desenvolvida no Programa de Pós-Graduação em Sensoriamento Remoto da Universidade Federal do Rio Grande do Sul (Foto: Arquivo pessoal)

Foi por casos como esse que um pesquisador chamado W. Baarda propôs a teoria da confiabilidade: descreveu a capacidade do modelo matemático em detectar os erros e qual a influência dos erros não detectados nos parâmetros do modelo. Mas isso foi em 1968. A tecnologia disponível na época era insuficiente para que se utilizassem técnicas computacionais inteligentes. 

Atualmente, o cenário computacional é completamente diferente da época em que surgiu a teoria da confiabilidade. Com um notebook comum, Rofatto, o cientista da UFU, conseguiu fazer simulações computacionais e descrever por completo a confiabilidade: os níveis de probabilidade, ou seja, as taxas de sucesso e de falha do procedimento. 

A tese propõe desenvolver novos algoritmos baseados em inteligência computacional, tais como redes neurais artificiais, lógica fuzzy, computação evolucionária, métodos probabilísticos, entre outros. "Isso tem implicações importantes nas aplicações que envolvem posicionamentos por satélites, medições de ângulo, distância etc.", afirma Rofatto.

Com as taxas de sucesso e falha dos testes ampliadas, a partir dos novos níveis, o pesquisador de Monte Carmelo desenvolveu uma curva de probabilidade para descrever qual seria o menor erro identificável e – e mais! – removível do conjunto de dados a uma certa probabilidade. 

Menção honrosa

A Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (Capes) criou o Prêmio Capes de Tese, em 2005, para reconhecer os melhores trabalhos de conclusão de doutorado defendidos em programas de pós-graduação brasileiros. Os critérios utilizados para a escolha dos premiados são: originalidade, relevância para o desenvolvimento científico, tecnológico, cultural, social e de inovação e o valor agregado pelo sistema educacional ao candidato. 

“Recebemos a menção honrosa da Capes dentro da área de Geociências; na prática, é o segundo lugar da disputa, que representa uma grande conquista tendo em vista o tamanho enorme da área de Geociências", afirma Rofatto. "O caminhar na ciência realmente é prazeroso quando se tem apoio e contribuições de outros amigos cientistas, com visões objetivas e sem espaço para política da inveja, ciúme e cobiça. Pelo contrário, ambiente de muita discussão, de muitas ideias, de muita aprendizagem, de muita paixão, de muitos sonhos", completa.

O professor da UFU destaca como grandes parceiros os professores Marcelo Tomio Matsuoka, que orientou a tese, e Ivandro Klein, que foi co-orientador. "Espero que mais cientistas se sintam motivados e que entendam que fazer ciência requer 90% transpiração e 10% inspiração. O verdadeiro poder do cientista é a força de vontade para chegar à resposta. É um sinal de que estamos no caminho certo", finaliza Rofatto.

Política de uso: A reprodução de textos, fotografias e outros conteúdos publicados pela Diretoria de Comunicação Social da Universidade Federal de Uberlândia (Dirco/UFU) é livre; porém, solicitamos que seja(m) citado(s) o(s) autor(es) e o Portal Comunica UFU.