Detecção e classificação automática de interferências no subsolo com GPR utilizando Redes Neurais Artificiais (RNAs): Estudo no SCGR do IAG/USP.

Resumo

Este projeto de doutorado é uma continuidade das pesquisas que estão sendo desenvolvidas no âmbito do Projeto de Pesquisa, já concluído, e apoiado pela FAPESP intitulado "Caracterização geofísica de alvos rasos com aplicações no planejamento urbano, meio ambiente e arqueologia: estudo sobre o sítio controlado do IAG/USP" (Processo No. 02/07509-1). A presente pesquisa visa aprimorar a detecção de alvos no subsolo, determinando o tipo de material, a fim de reduzir as ambigüidades na interpretação geofísica de duas importantes famílias de alvos encontrados no ambiente urbano: os alvos resistores (manilhas de concreto e tambores de plástico) e os alvos condutores (tambores e tubulações metálicas). Esses alvos serão estudados em um ambiente controlado, no SCGR - Sítio Controlado de Geofísica Rasa do IAG/USP, através do uso do método GPR - Ground Penetrating Radar onde serão realizados perfis 2D e aquisição quase-3D sobre as linhas contendo estes alvos. Sobre esses dados será aplicado um algoritmo, que utilizando redes neurais artificiais (RNAs) irá detectar automaticamente os alvos segundo os tipos de materiais encontrados em subsuperfície. Primeiramente, a fim de reconhecimento das difrações hiperbólicas, será utilizado o resultado da modelagem numérica dos alvos estudados, gerando um padrão de reflexão sintético, que servirá de parâmetro nos arquivos de entrada do algoritmo de RNAs. Uma vez reconhecidos os padrões de hipérboles, serão inseridos no programa as características de cada difração referente aos alvos e assim classificá-los como plástico, metal ou concreto. O algoritmo de treinamento baseia-se no aprendizado supervisionado por correção de erros ou backpropagation. Após a verificação dos resultados sob condições controladas, a rotina de RNA será utilizada para reconhecer e classificar hipérboles em uma situação real de campo, em locais que existam alvos de plástico, metal ou concreto, a princípio estes estudos serão feitos dentro do campus da USP em São Paulo. Os resultados obtidos, em condições controladas e não controladas, contribuirão na melhoria da interpretação de dados geofísicos e terão aplicações diretas nas áreas de planejamento urbano, infra-estrutura e estudos ambientais em áreas urbanas.