Visualização de fenómenos meteorológicos em 4D

• Autor(a) principal: Rudenko, Roman
• Data de Publicação: 2021
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/10348/10695
• topic: Fenómenos meteorológicos; Visualização 4D

O planeta está em constante alteração meteorológica e dia após dia ocorrem vários fenómenos meteorológicos em diferentes pontos do globo que são o objeto de estudo. As alterações aceleradas do nosso planeta despertam um interesse crescente pelas alterações climáticas, assim como pelas suas consequências: riscos naturais e os seus impactos socioeconómicos adversos. O desenvolvimento da pesquisa climática e a proliferação de conjuntos de dados exigem uma abordagem integrada e eficiente para a análise, investigação e visualização de dados atmosféricos meteorológicos. Os estudos nesta área levam à procura e ao desenvolvimento de ferramentas concebidas para permitir uma avaliação meteorológica aprofundada existindo uma necessidade de ferramentas com capacidade de criar visualizações interativas, que permitam ao utilizador ter uma melhor perceção das dinâmicas dos fenómenos meteorológicos. Com este propósito, foi enquadrado no projeto Wex-Atlantic a criação de uma ferramenta para a visualização de fenómenos meteorológicos, tornando assim possível a compreensão de dinâmicas e análise de fenómenos meteorológicos. O projeto Wex-Atlantic procura compreender os extremos meteorológicos na região Euro Atlântica e os seus impactos, preocupando-se com as mudanças esperadas num contexto de aquecimento global e os seus impactos socioeconómicos1 . Deste modo, propõe-se um sistema de visualização de fenómenos meteorológicos em 4 dimensões, proporcionando assim uma forma de avaliação das ocorrências meteorológicas, possibilitando ao utilizador uma melhor perceção das dinâmicas associadas a um fenómeno meteorológico. Esta dissertação foca-se na capacidade de processamento e visualização de diferentes dados meteorológicos, de forma clara e consistente. Com base numa investigação inicial de ferramentas e discussões entre a equipa de investigação, optou-se por criar um protótipo com uso de ferramenta Unity3D, desenvolvida com objetivo de desenvolver projetos 3D em tempo real na sua maioria para indústria de jogos, mas que também tem funcionalidades de interesse para o nosso projeto como a visualização multidimensional, integração com dispositivos de realidades virtual e aumentada. Assim, esta dissertação propõe 2 protótipos, um dos quais foi desenvolvido com o uso da ferramenta Unity3D e processamento de dados em C#. O Unity3D foi escolhido pelas possibilidades que proporciona de interação com o utilizador. Porém, foi averiguado que devido à enorme quantidade de dados, levava a uma demora na apresentação dos resultados, assim como a uma falha do Unity3D. Optou-se por analisar outras abordagens de forma a complementar, tendo-se reformulado o trabalho e procurado uma nova abordagem para resolver os problemas supracitados. O segundo protótipo veio ao encontro de uma abordagem viável que poderá complementar o Unity3D para conseguir o processamento de um grande conjunto de dados. Desta forma, neste protótipo foi realizada uma melhor análise de abordagens com capacidade de resolver o problema de processamento de um elevado conjunto de dados. Uma solução encontrada foi o uso da biblioteca Visualization Toolkit (VTK) e da interface ParaView que permite facilitar o processamento e visualização de um grande conjunto de dados, assim como tem a possibilidade de integração com o Unity3D. Esta plataforma realiza todo o processamento de dados meteorológicos assim como a sua apresentação em 3D. A Unity3D consome o resultado do ParaView, permitindo, desta forma, a interação com dados meteorológicos em 4 dimensões.