Aplicação de Exploração

Interface gráfica da aplicação final acessível no site https://data.inpe.br/dissm/spdrad/.

Localizações de Interesse

Os pontos em laranja representam as localizações geográficas incluídas no banco. Destacam-se também as ferramentas disponíveis, representadas pelos botões na cor branca associados com um ícone ilustrativo.

Recuperando uma Série Temporal

Para cada localização, é possível obter os valores de radiação solar a partir de um clique na feição geográfica. O resultado é recuperado e exibido em um painel, contendo um gráfico estatístico com os valores e o período temporal das medidas.

No exemplo abaixo, considere a recuperação e visualização dos dados para a localização com identificador 29967, situada na cidade de Brasília - DF, Brasil. O pop-up exibe informações sobre essa localização, incluindo também a altitude e a rede responsável pela estação (e.g. SONDA).

Os valores de radiância são mostrados em um gráfico do tipo série temporal. Os valores em laranja representam as medidas realizadas pela estação de coleta in-situ e os valores em azul são os que foram estimados pelo modelo GL. A curva contínua representa o mesmo gráfico, porém, funciona como um controle interativo para exploração temporal das informações; i.e. o usuário pode interagir com esse gráfico e definir limites de datas e aplicar operação de zoom em períodos específicos.

Neste caso, existe uma boa aproximação dos valores no período entre 12/2004 e 08/2013.

Nota: por questões de visualização, os valores exibidos no gráfico são as médias mensais. Porém, é importante destacar que a base de dados armazena valores diários.

Download dos Dados

Neste painel, os usuários também podem realizar o download dos dados no formato CSV. Basta clicar nos botões destacados para proceder com o download.

Nota: os dados que serão baixados representam os valores diários.

Análise Estatística

Outra opção disponível é realizar uma análise estatística dos valores, clicando no botão em destaque.

Abaixo, exemplo de uma análise estatística detalhada para a localização 29967. O painel é exibido ao clicar no botão.

Parâmetros

  1. Métricas de ajustes

    • NP: número de pares de valores analisados
    • Reg. Linear: equação da reta de regressão
    • MBE: Mean Bias Error
    • STD: Desvio Padrão
    • RMSE: Erro Quadrático Médio
    • R² (Coeficiente de Determinação): indica a proporção da variabilidade nos dados observados que é explicada pelo modelo de regressão. Valores próximos de 1 representam um bom ajuste, ou seja, os dados estão próximos da reta de regressão ajustada. É uma medida da qualidade do ajuste do modelo.
    • R (Coeficiente de Correlação): mede a intensidade e a direção da relação linear entre os valores estimados e observados. Varia de -1 a 1, sendo que valores próximos de 1 indicam forte correlação positiva, enquanto valores próximos de -1 indicam forte correlação negativa. É útil para avaliar o grau de associação entre os conjuntos de dados, independentemente do ajuste da regressão.

  2. Gráfico de Dispersão

    • O gráfico de dispersão permite visualizar a relação entre os valores estimados e observados. A linha de regressão linear representa a tendência geral dos dados, enquanto os valores de R² e R indicam o grau de correlação entre os conjuntos. Para facilitar a identificação de inconsistências, pontos considerados outliers podem ser destacados, permitindo uma análise visual mais clara dos desvios significativos.
  3. Filtragem de Outliers.
    • Neste caso, os pontos serão destacados no gráfico de dispersão utilizando a cor vermelha.
  4. Histograma
    • O histograma apresenta a distribuição de frequências dos dados observados e estimados separadamente. Essa visualização facilita a identificação de padrões, assimetrias e diferenças entre os conjuntos, complementando a análise estatística com informações sobre a variabilidade e o comportamento geral dos dados.

Nota: as análises estatísticas, incluindo o valor R², são calculadas utilizando os valores diários.

Nota: os outliers são identificados com base na diferença entre os dados do modelo GL e os dados observados na estação. Primeiro, calcula-se o erro médio (MBE) e o desvio padrão (STD) dessas diferenças. Um ponto é considerado outlier se sua diferença, já ajustada pelo MBE, for maior ou igual a duas vezes o desvio padrão. Ou seja:

|(model_values − station_values) − MBE∣ ≥ 2 * STD

Este critério ajuda a destacar valores que se desviam significativamente do padrão dos dados.

Classificação R²

Considerando a capacidade de análise e visualização espacial de resultados fornecidos pelo SPDRAD3, cada localização de interesse foi previamente classificada de acordo com o valor R², obtido a partir da regressão linear.

Neste caso, quanto maior o valor de R², mais próximos são os valores de irradiância medidos pelas estações e os estimados pelo modelo GL. No mapa, as estações com R² >= 0,8 estão destacadas com a cor verde, o que pode indicar estações de coleta em boas condições (e.g. cuidados com a verificação do equipamento, manutenção e calibração). Por outro lado, valores baixos de R² podem indicar estações que apresentaram, em algum período, problemas no processo de realização das medidas. No mapa, as estações com R² < 0,5 são exibidas com a cor vermelha.

A visualização desta classificação pode ser ativada a partir do botão destacado na imagem abaixo.

Os pontos mostrados com a cor branca (i.e. sem dados) não tiveram o valor R² calculado pois não possuem valores medidos; i.e. para algumas localidades, os valores coletados in situ por estações em superfície estão ausentes.

No caso das medidas estimadas, os valores existem nos campos estimados pelo GL, reforçando a importância dos modelos com base em dados de satélites devido à ampla cobertura geográfica que oferecem.

O processo de incorporar séries temporais de medidas de superfície é contínuo e espera-se a colaboração da comunidade técnico-científica fornecendo dados para preencher essas lacunas.