Suncounter: programa computacional para contagem automatizada de horas de brilho solar registradas por heliógrafos

Abstract

O objetivo do trabalho foi o desenvolvimento de um programa computacional para processamento e gerenciamento de dados de brilho solar registrados por heliógrafos, monitorados em estações meteorológicas. O código-fonte do programa foi elaborado a partir da linguagem de programação Java EE 7 (Java Enterprise Edition), baseada em aplicações para internet. O armazenamento e gerenciamento das informações foi realizado pelo Sistema de Gerenciamento de Banco de Dados (SGBD) MySQL 5.7. Por meio de técnicas de processamento digital de imagens, incorporadas ao programa, dados de brilho solar foram contabilizados de maneira automatizada e padronizada, possibilitando a formação de uma base de dados na partição de tempo diária, comum em estações meteorológicas, e uma base de dados horária, o que representa novidade devido à complexidade do processo de coleta realizado manualmente. Para ajustes e validação do programa, utilizou-se um conjunto de dados de brilho solar no período de 01/01/2015 a 31/12/2015, fornecidos pela Estação Meteorológica Lageado da Faculdade de Ciências Agronômicas (UNESP) de Botucatu - SP. Comparações entre coletas realizadas pelo programa computacional e coletas realizadas de maneira manual apresentaram valores anuais de MBE de 0,393 horas (rMBE = 6,301 %), RMSE de 2,148 horas (rRMSE = 34,432 %) e R de 0,841. Em relação ao tempo de coleta, o programa computacional despendeu, em média, 41,825 segundos a menos que o método manual. Estimativas de irradiação solar global geradas com dados de brilho solar obtidos pelo programa computacional apresentaram melhores resultados em relação a estimativas com dados de brilho solar coletados de maneira manual. Indicando que o programa computacional pode ser empregado na coleta de dados de brilho solar, por garantir automatização, padronização e rapidez no processo.

The objective of this study was the development of a computer program for processing and management of sunshine data recorded by heliographers, monitored in meteorological stations. The source code for the program is based on the Java EE 7 (Java Enterprise Edition) programming language, based on internet applications. The information was stored and managed by the MySQL 5.7 Database Management System (DBMS). Through digital image processing techniques, incorporated into the program, sunshine data were accounted for an automated and standardized method, enabling the formation of a daily database, common in meteorological stations, and an hourly database. This is new due to the complexity of the manual collection process. To adjust the PDI techniques and validation of the computer program, a paper-based sunshine data set was used from 01/01/2015 to 12/31/2015, provided by the Lageado Meteorological Station of the School of Agricultural Sciences (UNESP) Botucatu - SP. Comparisons between collections performed by the computer program and collections performed manually presented annual MBE values of 0,393 hours (rMBE = 6,301 %), RMSE of 2,148 hours (rRMSE = 34,432 %) and R is 0,841. Regarding the collection time, the computer program spent, on average, 41. 825 seconds less compared to the manual collection method. Estimates of global solar irradiation generated with sunshine data obtained by the computer program showed better results in relation to estimates with sunshine data collected manually. Indicating that the computer program can be used to collect sunshine data, as it ensures automation, standardization and speed in the process.