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Mapeamento do ambiente operacional em 3D

Destinado a sistemas de armas modernos e também a combatentes individuais, o mapeamento 3D é tanto uma ferramenta de ação quanto um auxílio para a compreensão do ambiente operacional de primeira linha . As questões relativas à qualidade, precisão e nível de atualização dos dados de mapas 3D vêm regularmente à tona, pois têm um impacto direto na capacidade das forças armadas de planejar e conduzir operações militares em boas condições. condições.

Iconem
Maquete 3D da cidade de Aleppo © Images Iconem

Quer se destinem a visualizar o ambiente operacional em três dimensões, a analisar a praticabilidade dos eixos de comunicação, a detectar mudanças, a identificar potenciais obstáculos ao tráfego, a facilitar a identificação de zonas de aterragem de aeronaves, ou mesmo para definir zonas de observação adequadas para forças terrestres, os dados cartográficos 3D contribuem para a superioridade informacional dos exércitos e hoje são considerados essenciais para o bom andamento das operações.

O campo de batalha não é um espaço fixo, ele está em constante mudança e interagindo continuamente com os atores presentes , os perigos e os vários eventos sucessivos que acontecem lá fora. Alguns desses espaços, como ambientes urbanos, estão particularmente sujeitos a mudanças quando estão no centro do combate (veja abaixo). A atualização de dados é, portanto, uma necessidade constante para garantir um melhor entendimento do ambiente operacional.

ALEP timelapse
Destruição da cidade de Aleppo entre 2010 e 2015 © Images Maxar via Google

No entanto, o desafio é considerável, porque as mudanças às vezes acontecem muito rapidamente, a cadeia geográfica é desafiada a se adaptar constantemente para fornecer forças com dados cartográficos 2D e 3D “novos” . Embora alguns satélites de observação hoje tenham a capacidade de produzir imagens estereoscópicas (como Pléïades e CSO) permitindo o desenvolvimento de produtos 3D, o processo de produção desses dados e sua disseminação ainda é insuficientemente flexível e inadequado para ritmo das operações. Essa simples observação tem facilitado o surgimento de novas abordagens para a produção cartográfica 3D, mais flexíveis e mais fáceis de usar , e principalmente pela mão de unidades implantadas nas operações.

O programa Soldier-Deployab le Geospatial Technologies (SDGT)

Impulsionado por necessidades operacionais cada vez mais urgentes sobre o assunto, o Laboratório de Pesquisa Geoespacial (componente do Centro de Pesquisa e Desenvolvimento de Engenheiros, ERDC) do Exército dos EUA decidiu subir uma marcha estudando soluções táticas que podem ser implantado diretamente pelos combatentes para realizar facilmente missões de modelagem 3D de seu ambiente. Esta abordagem se encaixa mais amplamente em uma lógica de desenvolvimento de uma capacidade de mapeamento rápido autônomo com base em drones militares e comerciais, bem como em meios de coleta de terras, como sistemas LiDAR ( mais informação aqui) montado em veículos. 

Esta abordagem é duplamente benéfica, deve, antes de mais nada, permitir às unidades combatentes produzirem rapidamente uma cartografia 3D adaptada às necessidades das forças, em plena autonomia . Em segundo lugar, cada produção contribui para enriquecer a base de dados do teatro de operações centralizando todos os dados cartográficos 3D disponíveis. O conjunto permitindo constituir uma verdadeira abordagem ascendente com uma rede de produtores identificados mais próximos dos problemas do campo e um processo de produção controlado.

Transforme streams de vídeo de drones em modelos 3D quase em tempo real

Outro desafio assumido pelo Laboratório de Pesquisa Geoespacial do Exército é aprimorar os fluxos FMV ( Full Motion Video ) recebidos em tempo real por drones e outros sistemas ISR usados ​​pelos militares dos EUA para produzir dados cartográficos 3D em tempo real, no próximo tempo real , a partir  do teatro de operações. Um recurso abundante hoje nos modernos teatros de operações.

O método fotogramétrico utilizado no âmbito deste projeto permite reconstruir rapidamente um modelo 3D correlacionando séries de imagens ( para saber mais ). Agora amplamente utilizada, esta técnica torna possível usar com eficiência as imagens de fluxos de vídeo FMV, bem como seus metadados para desenvolver diferentes tipos de produtos (ortomosaicos 2D, nuvens de pontos 3D, modelos MNS de superfície digital) úteis para a equipe operacional.

Somente este processo exigia até agora perícia humana para selecionar as imagens mais adequadas , desprovidas por exemplo de alterações visuais ou objetos (veículos, pedestres, etc.) suscetíveis de afetar a qualidade da renderização 3D final, um trabalho preliminar tedioso. mas essencial para obter o melhor resultado possível.

Mapeamento FMV para 3D
Crédito da imagem © Laboratório de Pesquisa Geoespacial

É justamente nesse ponto que intervém a tecnologia desenvolvida pela equipe de pesquisa do Dr. Ricky Massaro do GRL. Um algoritmo seleciona automaticamente as imagens mais adequadas entre os milhares de quadros de vídeo coletados, antes de iniciar a produção de um modelo de superfície digital preciso (MDS) em apenas alguns minutos, mesmo que o drone ainda esteja em vôo . Não exigindo hardware especial, a ferramenta seria capaz de funcionar em qualquer laptop comercial com desempenho adequado.

De acordo com o Exército dos EUA, esse processo pretende ser complementar e não substituir os sistemas Lidar e outros sistemas de mapeamento terrestre usados ​​atualmente por algumas unidades. O sistema já foi testado pela 101ª Divisão Aerotransportada para mapear um campo de treinamento localizado em Fort Campbell. E também foi implantado no Iraque para uma nova campanha de avaliação.

Jogue na complementaridade dos sensores

Cada sensor tem vantagens e desvantagens, por isso o Laboratório de Pesquisa Geoespacial também realiza pesquisas no uso combinado dos diversos sensores usados ​​pelo Exército dos Estados Unidos para aproveitar sua complementaridade para refinar a qualidade dos modelos 3D. produtos.

A varredura a laser terrestre com base na tecnologia LiDAR permite, por exemplo, capturar espaços complexos com muita precisão, como fachadas externas de edifícios ou ambientes internos, enquanto as fotos aéreas nem sempre permitem uma renderização tão precisa de fachadas. A unificação das nuvens de pontos desses dois produtos em um mesmo repositório possibilita a criação de um modelo 3D muito mais preciso.

Na França o 3D também desperta interesse renovado

Esta busca de autonomia tática também desperta o interesse de algumas unidades francesas, que estão fazendo o possível para preencher suas lacunas em termos de dados 3D para atender às suas necessidades. Se os vídeos FMV ainda são pouco valorizados até à data, vários experimentos têm sido realizados nos últimos anos dentro das forças especiais (em particular no CPA10 e no comando Kieffer), bem como dentro do 28º grupo geográfico para produzir ou adquirir modelos rapidamente. Sistemas digitais de superfície precisos no teatro.

Nesse sentido, essas iniciativas deram origem a várias abordagens, algumas unidades adquiriram drones comerciais, como os drones Ebee, enquanto outras unidades buscaram reduzir o ciclo de produção do MNS, visando estabelecer um processo de produção e distribuição adaptado, em relação direta com as organizações de apoio geográfico das Forças Armadas.

Uma plataforma dedicada à produção 3D

Lançado em 10 de dezembro de 2019, o projeto AI4GEO exibe as ambições francesas em termos de produção de mapeamento 3D e visa desenvolver uma solução de produção de dados 3D totalmente automatizada, contando em particular com inteligência artificial para otimizar o processo e os custos de produção.

O consórcio reúne 9 organizações e empresas francesas, incluindo em particular o Grupo CS (que coordena o projeto), IGN, CNES, Onera, Qwant, Airbus DS, CLS, Quantcube e Geosat) com a ambição de criar uma plataforma dedicada à área de Informações geoespaciais 3D. Embora alguns dos participantes do grupo já tenham capacidade para produzir modelos 3D, o custo e o tempo de processamento necessários para desenvolver esses produtos 3D (imagens de satélite, aéreas) costumam ser demorados. Essa simples observação justifica o uso combinado de novas tecnologias, como IA e a implementação de infraestruturas de computação em nuvem para otimizar o tempo de processamento de dados e, por fim, automatizar toda a cadeia de produção.

3d paris
Mapeamento 3D da cidade de Paris. Crédito da imagem © Google

Este projeto visa acima de tudo estimular a pesquisa, bem como o ecossistema industrial francês no campo do 3D para desenvolver os tijolos tecnológicos necessários para o desenvolvimento de produtos cartográficos 3D qualificados inicialmente, depois em um segundo para desenvolver serviços de valor agregado em diferentes setores ( Smart City , agricultura, gestão da água, automóveis autônomos, etc.).

Explore um recurso cada vez mais abundante

A plataforma deve ser capaz de processar facilmente as muitas imagens que são geradas hoje pelos vários sensores ópticos e radares existentes (drones, satélites, Lidar, etc.), cujo número continua a crescer dia a dia, e que são para alguns exclusivamente destinados à produção 3D.

O projeto AI4GEO também parece fazer parte da continuidade do 3D Optical Constellation (CO3D), uma constelação de satélites de observação encomendados pelo CNES e DGA da Airbus DS alguns meses antes, em maio de 2019. Composto de quatro satélites em uma órbita sincronizada com o sol, esta constelação fornecerá imagens estereoscópicas submétricas (50cm) dedicadas à produção cartográfica 3D em todo o mundo.

Erbil
Modelagem 3D da cidade de Erbil. Crédito da imagem: Plain Archaeological Survey

Enquanto os dados fornecidos pela constelação CO3D serão essencialmente imagens ópticas, a plataforma do projeto AI4GEO pretende ser acima de tudo generalista e deve ser capaz de tirar partido de imagens de outros sistemas, como imagens de radar ou levantamentos Lidar (terrestres e / ou no ar). Uma abordagem que deve ser comparada com o surgimento do Novo Espaço e a explosão do número de constelações de satélites de observação, que não deixa de sublinhar as muitas oportunidades que se encontram, e que também não vai falhar. mais para exércitos de interesse em todo o mundo.

Autor: Jean-philippe Morisseau

Imagem de destaque: Marina Stancampiano Moreira | 3D artist and Graphic designer | everis Brasil

Tradução: Evenuel Viana Veloza

Bibliografia

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10 fontes de dados GIS gratuitas: melhores conjuntos de dados vetoriais e raster globais [2020]

Vivemos na era da informação. Somos bombardeados por caminhões de informações todos os dias. 

Em termos de fontes de dados GIS gratuitas, essa realidade parece não ter fim, mas a qualidade e confiabilidade dos dados é sempre um problema. É por isso que o site GISGeography elaborou esta lista para turbinar sua busca por dados GIS confiáveis ​​e gratuitos.

Em outras palavras: esses 10 conjuntos de dados GIS gratuitos foram considerados pelo GISGeography os melhores locais disponíveis atualmente e que se pode garantir minimamente que todos possuem dados de fontes confiáveis. Vamos começar.

1. ESRI OPEN DATA HUB

Em 2020, o Esri Open Data Hub é uma mina de ouro oculta de dados GIS gratuitos. Por exemplo, atualmente ele abriga mais de 250.000 conjuntos de dados abertos de mais de 5.000 organizações em todo o mundo. Por esse motivo, ele está no topo de nossa lista de dados GIS gratuitos.

Em alguns casos, você terá que vasculhar pilhas de dados porque eles não estão convenientemente mesclados em um. Apesar do esforço extra, esta ainda é sem dúvida sua melhor chance de encontrar exatamente o que você está procurando.

Em qualquer caso, a pesquisa é conveniente com uma visualização do mapa da extensão e tabela. Alternativamente, você pode pesquisar por tópico ou localização e baixar dados em vários formatos GIS. Em última análise, não há nada mais completo para dados GIS do que o Esri Open Data Hub.

VantagensTipos de dados
Em 2020, tinha mais de 250.000 conjuntos de dados abertos de mais de 5.000 organizações em todo o mundoGerenciado pela maior organização comercial de GIS do mundo.Os formatos de download são planilha, KML, arquivo de forma.APIs são OGC WMS, GeoJSON e GeoService.

 2. NATURAL EARTH

Natural Earth Data está em segundo lugar na lista porque é o que melhor atende às necessidades dos cartógrafos. Em geral, todos os principais conjuntos de dados GIS de vetores físicos e culturais estão em uma escala global de forma conveniente para você usar. Os conjuntos de dados raster também fornecem um belo relevo em sombra para o seu mapa.

A melhor parte é que os dados da Natural Earth estão em domínio público. Portanto, isso significa que você tem o direito de usar, modificar e divulgar os dados de qualquer maneira. Aqui estão mais detalhes sobre os dados da Natural Earth. Baixe dados da Natural Earth agora.

VantagensTipos de dados
Baixe dados GIS globais gratuitos em domínio públicoApoiado pela Sociedade de Informação Cartográfica Norte-Americana (NACIS).Dados culturais, físicos e rasterizados (mapa base).Kit de início rápido (arquivos MXD e QGS) com todas as camadas estilizadas essenciais.

3. USGS – EARTH EXPLORER

Para imagens de satélite e aéreas, o USGS Earth Explorer é uma das maiores fontes gratuitas de dados. A melhor parte? Você também pode baixar dados fora dos Estados Unidos.

Uma interface de usuário amigável torna o acesso aos dados de sensoriamento remoto simples. Na verdade, ele ainda tem um aplicativo de download em massa se você precisar baixar mais de um conjunto de dados.

VantagensTipos de dados
As imagens de satélite são mundiais e não apenas dentro dos Estados UnidosA interface do usuário é de última geração com filtros fáceis de usarLandsat, Sentinel-2 e cobertura do soloModelos de elevação digital, como ASTER e SRTM da NASA

4. OPENSTREETMAP

Os usuários de GIS estão aproveitando o poder do OpenStreetMap (OSM) como um meio de crowdsourced dados. O resultado do crowd-sourcing são dados altamente detalhados. Mas eu digo detalhado com otimismo cauteloso.

Embora o OSM seja aberto ao público, ele também é criado pelo público. Portanto, isso significa que a precisão varia de acordo com o criador. Pela minha experiência, a precisão é muito boa. E pessoas como você e eu estamos trabalhando na integridade todos os dias.

Para analistas de GIS que buscam dados de GIS gratuitos no nível da rua, o OSM é exatamente o que você está procurando. Por exemplo, deve ser o maior estoque de edifícios do mundo.

VantagensTipos de dados
Dados GIS gratuitos altamente detalhados com diferentes níveis de precisão e integridadeDados vetoriais culturais de alta resolução espacial, como edifícios, estradas, hidrovias.

5. SOCIOECONOMIC DATA AND E APLICATIONS CENTER/ NASA

O Centro de Dados e Aplicações Socioeconômicos da NASA (SEDAC) mostra as interações humanas com o meio ambiente. O SEDAC tem uma grande variedade de dados GIS globais gratuitos.

Por exemplo, seu principal produto de dados é uma população em grade do mundo. Com mais de 800 citações, inclui características da população como idade, escolaridade e densidade. 

Eu gosto do visualizador de mapa SEDAC porque você pode selecionar mapas temáticos GIS dos dados socioeconômicos. Se você quiser montar os dados sozinho, também existe essa opção.

VantagensTipos de dados
Os dados principais são a população mundial em grade.Os dados socioeconômicos globais vêm de 15 temas diferentes.Os dados socioeconômicos incluem uma variedade de tópicos, como agricultura, clima e saúde.

 6. OPEN TOPOGRAPHY

Topografia aberta fornece um portal para ferramentas e dados topográficos de alta resolução espacial. Em particular, ele abriga dados LiDAR, que é um recurso raro e precioso hoje em dia.

Atualmente, a Topografia Aberta coletou 300 conjuntos de dados de alta resolução. A maioria são nuvens de pontos. Mas alguns estão disponíveis apenas em formato raster. Seu mapa de dados mostra que a maioria dos dados disponíveis está nos Estados Unidos. Mas os dados também estão disponíveis na Europa, Ásia e Austrália.

Se você não conseguir encontrar os dados do LiDAR para sua área de interesse, a próxima melhor opção é um DEM global . Esses conjuntos de dados GIS gratuitos também estão disponíveis na Topografia aberta.

VantagensTipos de dados
– Selecione regiões no mundo e pesquise os dados LiDAR disponíveis.– LiDAR (90% nos Estados Unidos, Canadá, Austrália, Brasil, Haiti, México e Porto Rico) – Se o LiDAR não estiver disponível, DEMs globais grosseiros estarão disponíveis para download.

7. UNITED NATIONS ENVIRONMENTAL DATA EXPLORER

O Programa das Nações Unidas para o Meio Ambiente (PNUMA) é a fonte oficial de dados da ONU. Por exemplo, ele contém mais de 500 variáveis , como água doce, clima e saúde.

Eu devo admitir. Achei um pouco difícil explorar os dados GIS porque as interfaces demoram um pouco para se acostumar. Se você clicar em avançado, poderá filtrar “Conjuntos de dados geoespaciais”. A partir daqui, você pode baixar dados GIS gratuitos como clima, desastres e ecossistemas.

VantagensTipos de dados
Dados espaciais e não espaciais sobre uma variedade de temas.Visualize mapas, gráficos e tabelas em tempo real.Os temas incluem população, florestas, emissões, desastres e PIB para dados espaciais e não espaciais.

8. NASA EARTH OBSERVATIONS

Imagine ver instantâneos diários do clima e das condições ambientais da Terra. O Earth Observations da NASA (NEO) busca disponibilizar um retrato instantâneo do clima, em tempo real, do mundo. NEO se concentra em cinco temas com mais de 50 conjuntos de dados globais, principalmente relacionados ao clima.

Por exemplo, os dados variam de aerossóis, clorofila à temperatura da superfície do mar. Todos são conjuntos de dados GIS gratuitos que você pode baixar nos formatos JPEG, GeoTIFF e Google Earth. Quando se trata de compreender nosso clima, você não pode viver sem o NEO da NASA. 

  VantagensTipos de dados
– Atualizações constantes garantindo informações oportunas sobre o clima do nosso globo. – Acessível em vários formatos GIS.– Todas as grades raster são dados GIS da atmosfera, energia, terra, vida e oceano.

9. DADOS DO SATÉLITE SENTINEL

Sentinel-2 é a imagem de satélite de maior resolução disponível ao público gratuitamente. Sua interface é o Hub de Acesso Aberto Copernicus.

Primeiro, você precisa se registrar para criar uma conta. Mas vale a pena o tempo gasto. A seguir, selecione sua área de interesse clicando com o botão direito no mapa. Finalmente, selecione o produto S2A ou S2B que deseja baixar e baixar.

O Copernicus Open Access Hub também armazena o Sentinel-1, que é um radar de abertura sintética. Portanto, tome cuidado com o que você escolhe para fazer o download.

VantagensTipos de dados
– Dados de satélite com resolução de 10 metros disponíveis na ponta dos dedos. – Os dados do Sentinel 2 têm 11 bandas espectrais, incluindo vermelho, verde, azul, infravermelho próximoDados raster – 11 canais do Sentinel-2. Radar de abertura sintética do Sentinel-1.

10. TERRA POPULUS

Terra Populus integra dados de censo de mais de 160 países ao redor do mundo. Na verdade, ele se estende por até seis décadas para dados agregados e de nível familiar para mais de 80 países.

A única coisa sobre isso é como você pode explorar mudanças temporais e espaciais. Não é só para pesquisas. Mas todos podem acessar mudanças no sistema humano-ambiente para o espaço geográfico.

Este site também inclui dados básicos sobre a cobertura do solo, uso do solo e clima. É apoiado pela National Science Foundation e pela University of Minnesota. Mesmo agora, as atualizações continuam acontecendo.

VantagensTipos de dados
Interface amigável com entrega de dados temporais customizados.Dados micro e ambientais que descrevem a cobertura do solo, uso do solo e clima.

11. FAO GEONETWORK

Estamos indo para mais de 10 fontes de dados gratuitas aqui, um bônus. Este é o FAO GeoNetwork que é outro portal de dados GIS gratuitos das Nações Unidas.

O foco da GeoNetwork é melhorar o desenvolvimento sustentável global . Por exemplo, agricultura global, segurança alimentar e pesca são alguns de seus principais dados SIG gratuitos.

VantagensTipos de dados
Pesquise uma ampla gama de categorias e filtre por país.Dados GIS sobre agricultura, pesca e recursos terrestres.

12. MAPA GLOBAL ISCGM

Infelizmente, o portal do International Steering Committee for Global Mapping (ISCGM) não existe mais. Mas isso não significa que os dados se foram para sempre. Isso porque o ISCGM arquivou seus dados no Global Map Github .

O Mapa Global ainda agrega bastante com seus dados GIS gratuitos. Por exemplo, a cobertura global da terra e a porcentagem de cobertura de árvores são os dois conjuntos de dados principais aqui. Mas isso não é tudo. Tem conjuntos de dados vetoriais culturais e naturais aqui também.

Desde a mudança, o registro não é mais necessário. Apesar da falta de atualizações, os dados GIS gratuitos do ISCGM ainda são uma fonte que muitos de nós podemos usar em nossos mapas.

VantagensTipos de dados
Baixe a cobertura global da terra e a prevenção de árvores selecionando blocos de mapas.Limites, drenagem, transporte, centros populacionais, elevação, cobertura do solo, uso do solo e vegetação.

Dados GIS grátis

Em um mundo perfeito, você seria capaz de encontrar todos os dados GIS gratuitos de que precisa em um único site. Claro, ele teria que ser gratuito para download e de uma fonte confiável. Mas bem, você conhece o procedimento. O mundo não é perfeito, a vida não é justa.

É por isso que o site GISGeography afirma ter reunido esta lista dos 10 conjuntos de dados GIS globais que você pode baixar gratuitamente. Usando esta lista, você instantaneamente se tornou mais conhecedor dessas 10 fontes de dados GIS gratuitas.

Autoria: SITE GISGeography · (Última atualização: 3 de agosto de 2020)

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As soluções móveis transformaram as operações militares

No âmbito do GEOINT, mobilidade ou “nomadismo” implica a implementação de soluções cartográficas que permitam visualizar, explorar e recolher dados a partir de um ambiente externo para apoiar decisões ou conduzir ações operacionais. Enquanto a chegada dos serviços de mapeamento na web tornou possível democratizar a geografia digital, bem como as imagens espaciais e aéreas para um grande número de usuários no início dos anos 2000, as ferramentas móveis tornaram possível a expansão seu uso fora do escritório e garantir a continuidade das informações quando viajamos.

As soluções móveis representam um duplo desafio para as Forças Armadas e os atores da segurança pública, pois permitirão aos usuários acessar uma ampla gama de conteúdos relativos ao seu ambiente e à sua situação tática, garantindo assim sua superioridade de informação, em face de potenciais adversários. Além disso, também permitirão que os usuários contribuam para o entendimento da situação, criando informações de alto valor operacional.

Em uma encruzilhada, as ferramentas de mapeamento móvel são verdadeiros multiplicadores de força e hoje concentram uma grande diversidade de usos. Essas ferramentas móveis atendem a uma variedade de necessidades do público em geral e de profissionais de todos os matizes, abrem possibilidades quase tão numerosas quanto o número de espaços físicos que podem ser visitados com essas soluções. 

Combinados com meios de comunicação e posicionamento, mostram-se ferramentas poderosas, capazes de responder a questões operacionais complexas, ao mesmo tempo que facilitam a troca de informações em tempo real.

A revolução da mobilidade

Para entender melhor o surgimento da mobilidade, temos que voltar alguns anos. No final da década de 1990, a miniaturização da eletrônica tornou possível projetar dispositivos mais leves e menos pesados, com capacidade de computação, armazenamento e visualização suficientes para rodar aplicações cartográficas. De laptops a organizadores pessoais (ou PDAs), sem falar na chegada dos smartphones em 2007, a evolução constante dessas novas ferramentas  ajudou a tornar a mobilidade acessível a todos.

Outro evento que também foi decisivo no desenvolvimento de soluções de mapeamento móvel, é o encerramento da degradação voluntária dos sinais GPS (Disponibilidade Seletiva) que foi decidido em maio de 2000 no governo Clinton. Este evento marca o início de uma nova era que democratizou a geolocalização entre o público em geral, facilitando o desenvolvimento de aplicativos que aproveitem o posicionamento por satélite. 

As ferramentas de navegação rodoviária se tornaram particularmente populares e deram origem, na era dos smartphones, a novos conceitos inovadores, como a ferramenta de navegação colaborativa WAZE, que permite aos usuários compartilhar informações e tirar proveito de seus posicionamento para mapear o tráfego rodoviário em tempo quase real.

Quanto as as Forças Armadas, se pode observar, em primeiro lugar, o desenvolvimento da mobilidade por meio de soluções de comando e controle C2, a fim de facilitar o compartilhamento e a visualização de informações situacionais comuns em tempo real e em diferentes níveis. Seja na cabine de um avião, ao volante de um jipe ​​ou por militares em campo, os combatentes precisam, assim como no mundo civil onde os usos são cada vez mais voltados para a mobilidade, de compartilhar e trocar informações relativas ao seu ambiente.

Mobilidade, um trunfo para as Forças Armadas

Diante de desafios cada vez mais complexos nos teatros de operações, as Forças Armadas de muitos países rapidamente adotaram ferramentas móveis para lidar com as muitas restrições dos modernos campos de batalha. Apesar da inadequação da maioria das soluções cartográficas da época face à mobilidade, a adoção de determinados sistemas SIG de escritório permitiu suportar um grande número de operações a partir do início dos anos 2000. Navegação, designação, relatórios, rastreamento de forças amigas ou inimigas, os aplicativos de mapeamento móvel atendem às muitas necessidades das forças armadas e permitirão que diferentes tipos de conteúdo sejam exibidos de forma mais eficiente (vários produtos de mapeamento, imagens de satélite atualizadas ou ortofotos aéreas).

A combinação de soluções móveis com equipamentos de combate revelará rapidamente seu potencial para aumentar a eficácia das forças no solo.

As Forças Especiais mundiais estão entre os primeiros a adotar  essas ferramentas móveis e buscando rapidamente estender suas capacidades, interconectando-as aos seus receptores GPS e redes de rádio, a fim de compartilhar informações de qualidade o mais rápido possível. 

A combinação de soluções móveis com os diferentes equipamentos dos combatentes revelou rapidamente seu potencial para aumentar a eficácia das forças no solo. Da navegação ao feedback automático de posição e ao compartilhamento mais fácil de informações de geolocalização, as ferramentas de mapeamento móvel permitiram às forças armadas coordenar melhor suas ações, ganhar em precisão e economizar um tempo precioso para atingir seus objetivos.

Algumas unidades não hesitaram em desenvolver suas próprias soluções móveis para atender às especificidades de suas missões. É o caso, em particular, da ferramenta SCARABEE desenvolvida internamente pelo Comando Paraquedista da Aeronáutica n ° 10 (CPA10) dos EUA, em 2006, para permitir compartilhar diretamente uma situação tática com os pilotos, ao mesmo tempo em que limitam os erros de interpretação. 

As reflexões sobre a mobilidade também levarão os membros desta unidade de prestígio a criar o DeltaSuite, uma ferramenta de mapeamento móvel dedicada a missões de Forças Especiais que é atualmente usada por todas as unidades do Comando de Operações Especiais (COS).

A mobilidade transforma o ambiente tático

O ganho operacional dessas novas ferramentas móveis é indiscutível. Eles permitem fornecer continuamente a todos os atores operacionais informações valiosas sobre o ambiente tático, promovendo o entendimento mútuo da situação e aumentando sua capacidade de resposta. Graças às aplicações móveis, as trocas entre as forças terrestres ganham em fluidez e também em clareza (porque estão representadas em seu contexto geográfico) durante o curso de uma operação.

As soluções móveis têm interface nativa com o equipamento dos combatentes.

Por depender de redes de comunicações, estas aplicações permitem também acelerar o ciclo de tomada de decisões e obter uma vantagem decisiva em situações críticas que requerem, por exemplo, um pedido de apoio. É com esse propósito que a Defense Advanced Research Projects Agency (DARPA) testou um aplicativo usando a solução móvel tática portátil de combate tático integrado Kinetic Integrated, Software de baixo custo  (KILLSWITCH) usada pelos fuzileiros navais dos EUA. A agência de pesquisa desenvolveu uma ferramenta que permite aos combatentes solicitar apoio aéreo aproximado em apenas 4 minutos e, simultaneamente, ver o vídeo transmitido pela tela de designação do dispositivo.

Cada soldado é um sensor

Embora as ferramentas de mapeamento móvel possibilitem aperfeiçoar a eficiência operacional dos operadores, elas também abrem novas perspectivas de acesso à superioridade da informação. A retroalimentação de informações geolocalizadas por meio dessas aplicações, permite iniciar um verdadeiro processo de inteligência coletiva facilitando tanto a criação quanto o compartilhamento de informações de alto potencial operacional nas Forças Armadas. Essa abordagem virtuosa permite que cada ator contribua com a situação operacional e acompanhe seu desenvolvimento, tornando-o um sensor capaz de transmitir informações diretamente para a central de comando.

Rumo a uma maior integração e interoperabilidade

Hoje, há uma infinidade de ferramentas e dispositivos móveis destinados às forças armadas ou agentes de segurança pública. O ponto comum é aproveitar o feedback dos compromissos operacionais para oferecer funcionalidades que atendam às especificidades de cada profissão, integrando-se a todos os equipamentos utilizados pelas forças de segurança (rádios, sistemas de designação , drones, dispositivo de posicionamento, etc.). Este formato de abordagem de sistemas permite otimizar as capacidades do operador enquanto reduz sua carga de responsabilidades, bem como sua pegada logística.

Este é notavelmente o objetivo perseguido pelo programa de digitalização do Exército dos EUA, Nett Warrior, iniciado em 2007. A solução móvel desenvolvida permite interconectar vários equipamentos e centralizar seus controles. Desde 2014, o Nett Warrior integra o aplicativo Android Tactical Assault Kit (ATAK), desenvolvido pelo Air Force Research Laboratory (AFRL), que trata-se de um aplicativo cartográfico que integra recursos de navegação, marcação e mensagens, compartilhamento (chat, vídeos, fotos), estudo do ambiente e também ferramentas dedicadas aos paraquedistas.

Assim como a solução DeltaSuite da empresa francesa Impact, o ATAK possibilita a interface com os sistemas ROVER e a exibição simultânea de vários fluxos de vídeo de sensores a bordo de aviões ou drones. A utilização de metadados dessas transmissões de vídeo padronizadas também permite visualizar em tempo real a posição da aeronave e também a área observada no ambiente cartográfico, característica decisiva na condução das operações.

Do apoio aéreo aproximado ao combate a incêndios

Diante de problemas muito semelhantes aos encontrados pelos militares, os bombeiros de Prescott, no Arizona, experimentaram em 2014 o  aplicativo Fire Line de Consciência Situacional Avançada para Dispositivos Portáteis (FLASH), desenvolvido pela DARPA. Este experimento segue em particular a tragédia que custou a vida de 19 bombeiros em um incêndio em 2013. O aplicativo fornece aos bombeiros ferramentas digitais avançadas para melhorar sua consciência situacional e otimizar o direcionamento de bombardeiros de água. O FLASH faz uso das tecnologias desenvolvidas no programa Persistent Close Air Support  (PCAS) da DARPA.

“Essa experimentação demonstrou o potencial das soluções táticas para compartilhar a situação operacional com a comunidade de combate a incêndios”, Dan Patt, gerente de programa da DARPA.

Os participantes do exercício ficaram muito impressionados com o potencial da solução para melhorar a comunicação, monitorar o andamento dos incêndios e garantir a segurança das equipes em campo. O caso do FLASH demonstra a dualidade das soluções de mapeamento móvel usadas pelas Forças Armadas.

Atores de segurança pública estão gradualmente se equipando

Em 2017, o Departamento de   Segurança Interna (DHS) implantou o software ATAK para atender às complexas necessidades de comunicação e coordenação de socorro do furacão Harvey. O sucesso da operação levou a agência a repetir a experiência durante os furacões Irma e Maria que se seguiram no mesmo ano. A aquisição de novas tecnologias no campo da segurança pública tem se acelerado nos últimos anos e cada vez mais se voltado para a mobilidade. Essa tendência é confirmada em 2019 com muitas iniciativas importantes.

“Em segurança pública, a interconexão de agências nunca foi tão crítica como hoje”, Scott MacDonald, vice-presidente de estratégia e marketing da Central Square Technologies.

As soluções móveis permitem traçar e partilhar um mapa operacional real entre os vários actores da segurança pública, permitindo assim uma melhor coordenação das equipas no terreno e uma optimização notável dos tempos de intervenção. Esses aplicativos também permitem o compartilhamento de alertas, imagens ou vídeos entre a central de comando e o agente de campo, bem como a redução dos custos associados à entrada de dados de back-office pelos agentes. É importante referir que a perspectiva de cooperação interserviços implica necessidades crescentes em termos de interoperabilidade de soluções móveis, tanto nos meios de comunicação como nos dados.

O desafio da rede

A conectividade de rede é a maior força e a maior fraqueza dos aplicativos móveis; ela representa um desafio fundamental, dependendo do ambiente de trabalho. Enquanto a maioria das aplicações comerciais depende de sua conexão com servidores remotos para exibir informações, é óbvio que o design de ferramentas móveis que se destinam a responder a profissões críticas (defesa, gestão de crises, etc.) pode presumir que a operadora se beneficiará de uma conexão de rede sólida durante sua missão.

Além disso, quando as redes de comunicação tradicionais não estão mais disponíveis durante eventos extraordinários ou desastres, as equipes de resgate devem ser capazes de continuar trabalhando e trocando informações em quaisquer circunstâncias. A operação offline de aplicativos móveis tornou-se imperativa para maximizar sua eficiência. Este desafio em particular introduziu novos padrões que facilitam o backup de dados no dispositivo móvel bem como a sincronização da informação quando este fundo recupera a conectividade, de forma a garantir a continuidade das operações apesar da distância dos compromissos e dos constrangimentos inerentes às redes de comunicação.

Quais são as perspectivas para essas soluções?

Se hoje se tornaram essenciais no campo, as soluções móveis ainda têm muito a contribuir. As soluções de amanhã serão ainda mais eficientes, mais integradas e permitirão aos operadores ganhar mais autonomia. Eles serão menos dependentes de comunicações ou redes de posicionamento e aumentarão as capacidades dos operadores no campo. Há vários anos, a DARPA vem trabalhando no desenvolvimento de sistemas de posicionamento baseados em giroscópios, acelerômetros e relógios autocalibráveis ​​que serão capazes de acompanhar nossa posição sem recorrer a nenhuma fonte externa.

A chegada de objetos conectados certamente verá sua interface acoplada às soluções móveis dos combatentes. Essas mesmas ferramentas também permitirão integrar e pilotar efetivamente todos os equipamentos do combatente, como proporcionar visão remota de dispositivos ópticos, fazer interface com sistemas de saúde, pilotar um ou mais drones táticos, simultaneamente, atualizar as imagens aéreas de um determinado local graças às imagens captadas por esses drones ou se integrar a uma inteligência artificial capaz de otimizar a gestão de todo este equipamento de acordo com a situação. 

O certo é que essas soluções terão um papel central na integração das ferramentas que equiparão os diversos atores das Forças Armadas, bem como os da Segurança Pública no futuro próximo.

Publicado em 05 de Fevereiro de 2019

Autor: Jean-Philippe Morisseau (Ex-intérprete de imagens do Ministério da Defesa Frances e especialista em GEOINT. Atualmente Oficial da reserva da Força Aérea francesa e professor na Escola Nacional de Ciências Geográficas da França).

Tradução : Evenuel Viana Veloza

 Fontes

  1. http://trajectorymagazine.com/mission-mobile/
  2. https://www.dhs.gov/science-and-technology/news/2017/11/17/snapshot-atak-increases-situational-awareness-communication
  3. https://insights.samsung.com/2018/12/27/top-public-safety-technology-trends-for-2019/
  4. https://www.popularmechanics.com/military/a11207/firefighters-use-special-forces-gear-to-stay-connected-17194126/
  5. https://www.dailymail.co.uk/wires/pa/article-5864203/New-mobile-battlespace-technology-app-hailed-game-changer-UK-Army-officer.html

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Segurança no segmento Satelital

A NGA publicou em 29 de abril, o Technology Focus Areas 2020, um guia do setor sobre como a agência aborda a tecnologia em geral. A publicação mostra áreas emergentes de importância para a NGA e a comunidade GeoINT para permitir maior colaboração entre a agência, a indústria, a academia e outros parceiros governamentais e comunitários. Análise e modelagem, gestão de dados, engenharia de software moderna, inteligência artificial e o futuro do trabalho (a ampliação das parcerias homem-máquina e uma força de trabalho mais produtiva e colaborativa) são as principais prioridades tecnológicas para a NGA.

Dentro desse contexto, quanto a importância do segmento satelital, vale ressaltar que o software agora define a maioria das capacidades de missão crítica em satélites, e está sob a possibilidade constante de ataque. As crescentes ameaças à segurança cibernética das plataformas espaciais, levaram ao desenvolvimento de uma nova arquitetura de satélite definida por software que suportará operadores militares e serviços críticos, como o GNSS.

Quanto a isso, a Lockheed Martin integrou a arquitetura SmartSat em várias cargas de nano-satélite da empresa, permitindo que os satélites mudem suas missões em órbita conforme necessário, permitindo maior flexibilidade militar. Satélites integrados à tecnologia podem reiniciar rapidamente e fazer backup uns dos outros conforme necessário, melhorando a capacidade de recuperação e também podem detectar e defender melhor contra ameaças cibernéticas de forma autônoma.

O SmartSat foi projetado usando uma abordagem de “confiança zero” ou “ameaça em primeiro lugar”. Para projetar e construir tais sistemas definidos por software, é importante entender as ameaças contra eles. A nova solução garantirá que os satélites sejam reforçados com segurança cibernética, incluindo detecção de intrusões baseadas em software e hardware, criptografia segura, criptografia e gerenciamento de identidade, etc.

Não só essa visão, mas a evolução tecnológica atual como um todo, confirmam a importância de se investir na pesquisa e busca de novas ferramentas, voltadas para a proteção e segurança no emprego das Geotecnologias, sob pena de ter sua eficiência colocada em cheque.

Fonte: NGA Tech Focus Areas; Dr. Javier Valencia Martínez de Antoñana;

Integração, adaptação e tradução: Evenuel Viana Veloza;

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FALSIFICAÇÃO DE SINAIS GPS

Um ataque cibernético (Spoofing ) a GPS ocorreu recentemente no Irã. Em março deste ano, usuários de GPS no Irã relataram o que parecia ser uma “falsificação circular” do GPS. Alguns GPS receberam sinais falsos e mostraram uma localização falsa, movendo-se de forma circular em Teerã a uma velocidade de 35 km/h. Este ataque estava acontecendo perto da Universidade de Comando e Pessoal da AJA do Irã, anteriormente chamada de Universidade de Guerra.

A imitação do sinal de GPS é muitas vezes mais fácil de detectar em áreas marítimas, como já observado na China, algum tempo atrás. As transmissões de AIS incluem dados de localização e são detectadas por satélite. Mas também, algo semelhante foi visto em aeroportos na Rússia. Ferramentas de controle de pista, para corredores e ciclistas, também detectaram tais anomalias.

Assim, o mapa de acompanhamento do app Strava no Teerã mostrou que a geração dos sinais circulares também pode estar ocorrendo em um local em etrra, abrigado pelo Ministério da Defesa, pela Autoridade Reguladora de Comunicação, pela Empresa de Infraestrutura de Telecomunicações e pelo Ministério de Telecomunicações e Tecnologia deste país.

O Irã foi o primeiro a anunciar que tinha essa capacidade. Em 2011, um drone da CIA que atravessava a fronteira no Afeganistão pousou em um aeroporto iraniano. E esse tipo de ação tem se tornado cada vez mais comum.

No caso da China, pesquisas mostraram, em 2019, que milhares de embarcações em Xangai foram vítimas de uma nova arma capaz de falsificar sistemas de GPS. Não se sabe quem está por trás dessa falsificação, ou qual seu objetivo. Esses navios podem ser teste de um sistema de guerra eletrônica ou danos colaterais em um conflito entre criminosos ambientais e o governo chinês. 

Rio Huangpu – Wikipédia, a enciclopédia livre

Quando marinheiros perdem um sinal de GPS, eles podem recorrer a gráficos de papel, radar e navegação visual, mas se o sinal for falsificado, os tripulantes receberão informações falsas acerca de sua posição e a de outros navios. Um pesquisador do Centro de Estudos Avançados de Defesa (C4ADS), uma organização sem fins lucrativos que analisa conflitos globais, recebeu uma dica que sugeria uma falsificação dos sinais em Xangai. Isso só havia sido registrado anteriormente com evidências de uma equipe de guerra eletrônica móvel da Rússia, que interrompia sinais de GPS durante aparições públicas do presidente Vladimir Putin.

O C4ADS analisou os dados e notou que os ataques começaram no verão de 2018, aumentando com o passar dos meses. A interferência mais intensa ocorreu em julho, quando quase 300 navios tiveram sua localização falsificada e, em sua grande maioria, navegava no rio Huangpu. Os dados mais abrangentes de Xangai mostravam os navios se reunindo em grandes círculos, algo nunca visto antes pelos pesquisadores.

Eles então analisaram outro meio de locomoção: a bicicleta. Somente em Xangai, existem dez milhões delas. Muitos dos ciclistas da cidade usam aplicativos fitness para rastrear suas atividades. Um em particular, o Strava, compartilha um mapa global dos dois anos anteriores. Aproximando-se da cidade, os analistas podiam ver os mesmos circulos à beira do rio, mostrando que os ataques afetavam todos os sistemas de GPS.

A Força Aérea dos EUA mantém pelo menos 24 satélites de GPS orbitando a Terra. Cada satélite transmite códigos gerados a partir de sua posição e da hora atual, medidos por um relógio atômico super-preciso. Cada relógio é sincronizado com o dos outros 30 satélites. Quanto mais satélites, maior a precisão dos receptores de GPS.

Enquanto os satélites transmitem vários sinais diferentes destinados ao uso militar e civil, o AIS conta com apenas um deles. Esses sinais são fracos e podem ser facilmente abafados. Eles também podem ser falsificados por sinais que imitam satélites GPS reais, mas codificam dados falsos de tempo e posição.

Na clonagem, todo receptor recebe os mesmos sinais e, portanto, acredita estar no mesmo local. Contudo, em Xangai, cada embarcação foi para um local diferente, algo novo para os especialistas. Até a polícia fluvial da cidade sofreu os ataques: um de seus barcos foi falsificado pelo menos 394 vezes em nove meses.

O que os especialistas agora questionam é se os hacks anteriores estão conectados aos novos círculos GPS de Xangai. Outra possibilidade, porém, é que o próprio governo chinês esteja testando uma nova arma eletrônica, talvez para uso em regiões disputadas do Mar da China Meridional.

Estes ataques utilizam equipamento específico para este fim.Conhecidos pelo nome de falsificadores de gps, eles são máquinas que simulam satélites GPS, emitindo sinais falsos exatamente com as mesmas características que os originais, mas com muito mais energia. Esses sinais são captados por um receptor e ele, neste momento, recebe um posicionamento irreal. Eles são usados em torno de instalações críticas ou centros onde se pretende mascarar o seu posicionamento.

Atualmente, acredita-se que seja possível comprá-los online por algumas centenas de dólares, com baixa potência ou tê-los em formato de veículos ou equipamentos militares, como algumas potências já se vangloriam, para alvos em maior escala.

Fonte: MIT Technology Review e Olhar Digital

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