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Prof. Dr. Vinícius Amadeu Stuani Pereira – Topografia, Geodésia e Geoprocessamento

Prof. Dr. Vinícius Amadeu Stuani Pereira – Topografia, Geodésia e Geoprocessamento

Publicado 4/1/2019, 8:18:50 AM, última modificação 7/1/2020, 12:04:50 AM

Nesta semana a matéria da Série Nossos Docentes apresenta o Prof. Dr. Vinícius Amadeu Stuani Pereira. O Prof. Vinícius atua principalmente nas áreas de Topografia e Geodésia, desenvolvendo pesquisas sobre posicionamento GNSS (Global Navigation Satellite System) de alta acurácia e monitoramento da camada ionosférica brasileira utilizando redes ativas.

Trajetória acadêmica/profissional

Sou natural de Presidente Prudente, extremo oeste do estado de São Paulo, mas cresci em Indiana, um pequeno município de cinco mil habitantes lindeiro a Prudente. Desde a infância sempre estive em contato, de forma indireta, com algumas atividades agronômicas, devido ao laticínio que meu avô materno fundou em 1980, a Líder Alimentos. Estava inclinado, e ao mesmo tempo “influenciado” pela família, a estudar Engenharia de Alimentos ou Engenharia Química, até o momento em que conheci a Cartografia no ensino fundamental.

Grande contemplador de mapas e cartas e interessado pela Astronomia, tomei a decisão de fazer o curso de Engenharia Cartográfica na Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade Estadual Paulista (UNESP), câmpus de Presidente Prudente, no qual fui aprovado em 1° lugar no vestibular de 2007. Sempre me empenhei nos estudos, pois acredito que o melhor currículo que uma pessoa pode apresentar é o conhecimento que ela possui. Ao término do curso obtive um coeficiente de rendimento de 9,37, o que me proporcionou alguns prêmios, como Diploma de Mérito Acadêmico da UNESP, Prêmio CREA-SP de Formação Profissional e Prêmio Instituto de Engenharia.

Durante os cinco anos de graduação (2008-2012) realizei muitas atividades extracurriculares, que ajudaram bastante na minha formação profissional e, por conseguinte, na decisão dos rumos que eu seguiria após a formatura. Fui membro da Empresa Júnior de Engenharia Cartográfica (EJECart) durante três anos, realizei estágio na empresa Esteio Engenharia e Aerolevantamentos S/A em Curitiba/PR, fiz curso de AutoCAD no SENAC (Serviço Nacional de Aprendizagem Comercial), fui bolsista de Iniciação Científica (IC) da FAPESP (Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo), com pesquisa voltada a estimativa, análise e disponibilidade de índices de irregularidades da ionosfera utilizando dados GPS/GLONASS de redes ativas, participei de vários eventos da área, e membro do Grupo de Estudos em Geodésia Espacial (GEGE), ao qual pertenço até hoje. Salienta-se também que participei, como membro/pesquisador, do Projeto Temático “GNSS: Investigações e aplicações no posicionamento geodésico, em estudos relacionados com a atmosfera e na agricultura de precisão”, o qual envolveu pesquisadores da UNESP, USP (Universidade de São Paulo), CPTEC (Centro de Previsão de Tempo e Estudos Climáticos) do INPE (Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais) e ESALQ (Escola Superior de Agricultura Luiz de Queiroz) da USP.

Tendo decidido durante o curso de graduação pela pesquisa científica e pela área de Geodésia, realizei o mestrado (2013-2015) no Programa de Pós-Graduação em Ciências Cartográficas da UNESP de Prudente, com bolsa FAPESP. A pesquisa abordou o monitoramento das irregularidades ionosféricas e cintilação dos sinais GNSS em tempo real e pós-processado, assunto este importante para o posicionamento de alta acurácia, como por exemplo, o RTK (Real Time Kinematic) e o RTK em rede, muito utilizados na Agricultura de Precisão. Os dois anos do mestrado foram um período de grande amadurecimento profissional, com envolvimento com grupos de pesquisa em Geodésia da UNESP e de outras universidades, como University of Nottingham (Reino Unido), University of Nova Gorica (Eslovênia) e Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia (Itália), bem como com a empresa de receptores GNSS Septentrio Satellite Navigation (Bélgica) e a empresa ConsultGEL (Brasil). Tal relacionamento foi possível graças a minha participação no Projeto CALIBRA (Countering GNSS high Accuracy applications Limitations due to Ionospheric disturbances in BRAzil), supervisionado pela European GNSS Agency (GSA). Houve, também, o envolvimento com pesquisadores do INPE por meio de um projeto CNPq (Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico) Universal intitulado “Integração dos dados da rede CALIBRA e RBMC no monitoramento de irregularidades e cintilação da ionosfera”. Por fim, no mestrado, também tive a oportunidade de realizar estágio de docência na disciplina de Topografia do curso de Engenharia Ambiental da UNESP.

Continuei a minha trajetória de qualificação realizando um doutorado (2015-2018) na mesma instituição paulista, devido ao corpo docente e a estrutura do programa serem referências no estudo da Geodésia do Brasil. Minha pesquisa, financiada pela FAPESP, foi relacionada a investigação da usabilidade do GBAS (Ground-Based Augmentation System) no Brasil, tecnologia esta muito utilizada para a aproximação e pouso preciso de aeronaves nos aeroportos. Durante o doutorado realizei estágio de docência na disciplina de Ajustamento de Observações do curso de Engenharia Cartográfica, bem como fui professor responsável pelas disciplinas de Geodésia da Engenharia Cartográfica e de Topografia da Arquitetura e Urbanismo. Fui colaborador na orientação de IC, participei, apresentei e organizei eventos nacionais e internacionais, publiquei artigos e fui membro de bancas de trabalhos de graduação.

Atualmente participo de dois projetos na forma de colaborador: “Análise da influência da ionosfera para GBAS no Brasil: modelo de risco para navegação aérea”, aprovado na Chamada CNPq – 12/2016, e do Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia (INCT) denominado “Tecnologia GNSS no Suporte à Navegação Aérea” (INCT GNSS-NavAer), aprovado na Chamada INCT – MCTI/CNPq/CAPES/FAPs n° 16/2014, tendo sido iniciado em janeiro de 2017 e coordenado pelo Pesquisador Dr. João Francisco Galera Monico. Ressalta-se que fazem parte do INCT, além da UNESP, o INPE, ITA (Instituto Tecnológico de Aeronáutica), IAE (Instituto de Aeronáutica e Espaço), PUC-Rio (Pontifícia Universidade Católica do Rio de Janeiro), UFRGS (Universidade Federal do Rio Grande do Sul) e IFSP (Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia de São Paulo) de Presidente Epitácio/SP, o que proporciona uma interação multidisciplinar na área de posicionamento.

Defendido o doutorado em setembro de 2018, realizei o meu primeiro e único concurso público para professor do magistério superior, que, com muita felicidade e responsabilidade, ingressei na UTFPR Santa Helena.

Atividades de ensino

A respeito das disciplinas do curso de Agronomia da UTFPR Santa Helena, serei responsável por Topografia 1 (3° período), Topografia 2 (4° período) e Geoprocessamento e Sensoriamento Remoto (5° período).

Na Topografia 1, considerada a Topografia Básica propriamente dita, os alunos terão a oportunidade de aplicar os diversos métodos de medidas de ângulos e distâncias, determinar a orientação de direções, selecionar, classificar e manusear os mais variados tipos de equipamentos topográficos, realizar o cálculo de coordenadas planimétricas e altimétricas, estimar áreas, locar obras, desmembrar e remembrar áreas, elaborar mapas, dentre outras atividades práticas.

Já na Topografia 2, compreendida como Topografia Aplicada, os acadêmicos utilizarão todos conceitos planimétricos e altimétricos apresentados na Topografia 1, conjuntamente com a tecnologia GNSS, para a execução de projetos específicos de Agronomia, como por exemplo, o georreferenciamento de imóveis rurais. Vários assuntos geodésicos serão aprofundados, tais como os sistemas de posicionamento americano (GPS), russo (GLONASS), europeu (Galileo) e chinês (BeiDou/Compass), os métodos de posicionamento relativo e por ponto preciso (pós-processado e em tempo real), bem como, o posicionamento diferencial.

Em Geoprocessamento e Sensoriamento Remoto os estudantes irão aprender sobre projeções cartográficas, processar e gerenciar dados espaciais em Sistemas de Informações Geográficas (SIG), compreender e aplicar análises espaciais vetoriais e matriciais, adquirir habilidades em modelagem de terreno, interpolação de dados espaciais, análises de área de visibilidade, de rede e de bacia hidrográfica, dentre outras aplicações. Também estudarão a interação energia-matéria e a geração de imagens de satélite, relacionar as características físicas dos alvos com sua resposta espectral, identificar os diferentes tipos de cobertura da terra na imagem a partir dos elementos de interpretação que os caracterizam e aplicar conceitos de interpretação e análise de imagens na elaboração de mapa temático da cobertura da terra.

Objetiva-se, também, ofertar disciplinas optativas para o curso de Agronomia, relacionadas à Agricultura de Precisão e Atenuação dos Principais Erros Sistemáticos no Posicionamento GNSS, como por exemplo, as problemáticas do multicaminho dos sinais dos satélites e da cintilação ionosférica. Assim, os alunos, a partir do uso de receptores geodésicos, serão capazes de realizar a análise e o mapeamento dos macronutrientes e micronutrientes, bem como gerar o mapa de produtividade de culturas, permitindo a correção dos solos de forma precisa e otimizando, assim, o processo da produção.

Para todas as disciplinas supracitadas haverá a preparação de materiais didáticos, como apostilas, apresentações, tutoriais de equipamentos e softwares, visando auxiliar no aprendizado técnico-científico dos alunos.

Por fim, oferecer cursos aos alunos da UTFPR como atividades complementares, com o objetivo de enriquecer o processo de ensino-aprendizagem. Um curso que pode ser ofertado é “Introdução ao Uso do Aplicativo Gnuplot”, muito utilizado para a geração de diferentes gráficos e representações cartográficas.

Projetos de pesquisa e extensão

A ionosfera, camada atmosférica localizada entre 50 e 1000 km de altura, aproximadamente, é considerada uma das maiores fontes de erros sistemáticos no posicionamento GNSS. Assim, desenvolver novos programas e/ou aprimorar os já existentes, com o intuito de minimizar os efeitos da ionosfera, consiste em uma das principais vertentes da Geodésia Espacial.

O posicionamento por ponto e o relativo, principalmente em tempo real, especialmente em áreas de baixas latitudes, podem ser significativamente prejudicados pelos efeitos ionosféricos, em especial pela cintilação ionosférica. Fortes cintilações podem ocasionar a perda do rastreamento dos sinais, fato esse crucial para a não obtenção da alta acurácia das soluções GNSS. No Brasil, grande parte da Agricultura de Precisão depende do RTK, que é fortemente prejudicada.

Devido às localizações de Santa Helena e dos municípios vizinhos, na região de transição de baixas e médias latitudes, as condições ionosféricas são propícias para atenuar os sinais GNSS. Assim, pretende-se, como projeto de pesquisa, investigar a mitigação dos efeitos da camada ionosférica no posicionamento geodésico na região de Santa Helena, principalmente no posicionamento relativo estático, RTK e no Posicionamento por Ponto Preciso (PPP).

Dada a grande concentração de produtores de grãos no município e região, tal pesquisa permitiria auxiliar o processo de posicionamento dos maquinários, permitindo economia de tempo no preparo da terra, aplicação de insumos, plantio e colheita no momento de forte cintilação. Assim, uma das formas de mitigação, por exemplo, seria a geração de mapas de irregularidades e de cintilação ionosférica em tempo real, possibilitando monitorar a ocorrência dos distúrbios ionosféricos. Outras formas seriam utilizar os sinais dos satélites que não atravessam as irregularidades, ou também realizar alterações no modelo estocástico do processamento.

Uma vez que sou membro do INCT GNSS-NavAer, e que no instituto há a previsão de instalação de estações GNSS no território brasileiro, tem-se a possibilidade de designar um receptor para a UTFPR Santa Helena. Esta estação proporcionaria a realização de vários estudos, como a análise da precisão de levantamentos geodésicos na região a partir do posicionamento relativo estático rápido e semi-cinemático, transmissão de correções para RTK, disponibilidade dos dados aos usuários e para a RBMC (Rede Brasileira de Monitoramento Contínuo dos Sistemas GNSS) e monitoramento da ionosfera.

A respeito das atividades de extensão, as principais a serem realizadas consistiriam em:

  1. Ofertar cursos aos produtores rurais e empresas da região sobre os efeitos das irregularidades e cintilação ionosférica na operação agrícola utilizando o GNSS, capacitando-os para executar programas de monitoramento da camada ionosférica;
  2. Realizar práticas de Astronomia de Posição com alunos de escolas públicas de Santa Helena e região, visando apresentar como eram realizadas as determinações de posições a partir de observações ao Sol e as estrelas, antes do advento do GNSS; e
  3. Implantar uma rede geodésica na zona urbana do município de Santa Helena e, posteriormente, desenvolver um modelo quase-geoidal, o que permite a transformação da altitude geométrica (sem significado físico) proporcionada pelo GNSS em altitude normal (com significado físico). A implantação de uma rede no âmbito municipal estabeleceria a infraestrutura de apoio geodésico e topográfico no município, proporcionando a normalização e sistematização de todos os levantamentos topográficos, executados em qualquer escala e para qualquer finalidade no domínio municipal, por agentes públicos ou privados.

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