Trabalho em Java

1 Objetivo Desenvolver um sistema de coleta de informações importantes para o monitoramento de águas oceânicas e que permita a consulta e geração de classificação de áreas que necessitam de maior atenção 2 Breve Descrição de Estudos do Ambiente Marinho Para entender os processos que ocorrem no ambiente marinho é necessário coletar informações que permitam observar o que está na superfície na coluna de água sobre o leito marinho ou abaixo do substrato Existem diferentes formas de estudar o oceano algumas envolvem ir até ele e realizar coletas eou medições e em outras é possível obter informações sobre o mar sem necessariamente ir até ele Um exemplo desse segundo caso são os estudos que usam informações obtidas a partir do sensoriamento remoto Uma forma de observar uma grande extensão de área marítima é fazendo uso do Sensoriamento Remoto por satélites o mais importante é que essa observação é praticamente em tempo real sendo assim possível avaliar a extensão espacial de fenômenos normalmente pesquisados localmente com auxílio de equipamentos de campo Visando a calibração e validação dos dados de satélites são utilizados sensores de campo Em particular no Brasil temos o Projeto Pirata¹ ² um programa de monitoramento das águas do oceano Atlântico tropical entre a América e a África da latitude 20º Sul mais ou menos na altura de Vitória no Espírito Santo até a latitude 20º Norte na região do Caribe desenvolvido em conjunto pelos Estados Unidos Brasil e França Nesse espaço existem 16 boias fabricadas pelos norteamericanos para a National Oceanic Atmospheric Administration Noaa ou Administração Oceânica e Atmosférica Nacional O Brasil obteve por transferência de tecnologia dos EUA para o Brasil as boias Atlas B puderam ser fabricadas no Brasil Na parte que acima da água há uma pequena torre de quase dois metros de altura onde serão instalados sensores como por exemplo pluviômetros que medem a quantidade de chuva anemômetros para indicar a direção e a velocidade do vento espectrorradiómetro que verifica a radiação solar incidente GPS termômetros além de medidores da umidade relativa do ar e a concentração de CO2 Já na parte submersa também há uma torre menor que a de cima mas invertida de cabeça para baixo Da parte mais baixa dela sairá um cabo de 4 mil metros de extensão cuja ponta será fixada no fundo mar Nos primeiros 500 metros do cabo a partir da boia também serão instalados sensores entre os quais fluorômetros para medir a concentração de flúor e espectrorradiómetros para verificar a radiação solar que penetra na água além de instrumentos que medem a salinidade e a temperatura da água A figura a seguir apresenta um esquema de como boias de monitoramento são usadas no projeto Captacao de dados maritimos e climaticos Duas boias repletas de sensores serão instaladas em altomar para colaborar no entendimento das condiçoes meteorológicas e oceânicas da costa brasileira SATÉLITE Geoestacionario ele recebe os dados das boias e os retransmite para uma estação em terra ESTAÇÃO DE PROCESSAMENTO Do satélite as informações seguem para a internet BOIA METEOCENOGRÁFICA BMO Fabricadas para a Petrobrás duas dessas boias vão servir principalmente para medir as correntes e as ondas na região do présal ATLASB O navio Alpha Crucis vai levar essa boia para o altomar com o objetivo de estabelecer uma base temporal para acompanhamento de possíveis mudanças climáticas Estação de comunicação via satélite Estação meteorológica Estação de comunicação via satélite Medidor de vento GPS Painéis solares Sensor de CO2 Bateria Sensor de correntes marítimas Medidor de salinidade e temperatura Sensor de fluór Sensor de profundidade e temperatura Sensor de radiação solar Cato de aço Sensor de radiação solar e de flúor Sensores de condutividade e temperatura Boia httprevistapesquisafapespbrwpcontentuploads201208068071Boias198info1jpg Obter medidas que permitam fazer um monitoramento dos oceanos é muito importante A densidade da água do mar depende dos valores salinos e dos valores de temperatura que por sua vez controlam os movimentos verticais da água do mar A densidade normalmente aumenta com a profundidade dos oceanos Se a densidade da água na superfície por alguma razão se tornar maior ela se torna instável gravitacionalmente e afunda Nos pólos a densidade das águas de superfície aumenta por esfriamento direto ou pela formação de gelo que extrai água pura e forma águas com maior salinidade e maior densidade Nas regiões polares a circulação de fundo se origina pelo afundamento das águas de superfície Em latitudes baixas águas mais densas e salinas são produzidas pelo excesso de evaporação acoplados a ventos fortes Do ponto de vista ambiental a salinidade tem um papel fundamental na estrutura e no funcionamento ecológico da zona costeira Gradientes de salinidade isto é a variação espacial da salinidade ao longo de um determinado espaço horizontal ou vertical é fundamental na circulação de baias lagoas costeiras e estuários ao redor dos quais concentrase o desenvolvimento humano ao longo da costa Essas informações servem para mais um alerta vermelho ambiental pois está se agravando cada vez mais a salinização da zona costeira O decréscimo do volume de água doce em determinadas regiões costeiras está diretamente associado ao crescimento exponencial do consumo para irrigação agricultura indústria aquacultura consumo municipal e doméstico 3 Descrição do Projeto Todo sistema criado onde sensores fazem a ingestão de dados em um sistema computacional é de suma importância definir as estruturas de dados que devem ser usadas para armazenar tais informações e também métodos que permitam ordenar e pesquisar por algum critério os dados coletados A escolha pode fazer com que o sistema como um todo seja mais ou menos eficiente o que pode as vezes tornálo não adequado aos seus objetivos Em nossa disciplina temos algumas usados apenas vetores para armazenar um conjunto de elementos e no próximo semestre teremos a oportunidade de conhecer mais tipos de estruturas de dados que permitem aprimorar a eficiência dependente do tipo de estrutura de dados Vamos conhecer os requisitos e as funcionalidades do sistema Segue a descrição geral do sistema de monitoramento OceanMonitor2024 que estamos desenvolvendo O sistema deve Armazenar os vários pontos identificados pelas coordenadas do GPS onde foram instaladas as boias Cada ponto tem suas medidas de salinidade e de temperatura da água Gerar uma lista de locais que estudos mais detalhados em função de medidas demostraram um comportamento muito diferente e que podem indicar problemas ambientais que podem afetar negativamente no bioma local A especificação do local é feita pelas coordenadas GPS do sensor Para que se possa efetuar avaliações particulares sobre as várias áreas monitoradas pelo sistema OceanMonitor2024 esse sistema permite que se faça pesquisa de determinadas medidas ao longo do dia O pesquisador possui tabela figura a seguir para poder selecionar as coordenadas GPS da região que quer analisar Usando o mapa do campo e o posiocionamento de cada sensor foi definido para construção do OceanMonitor2024 que é gerada a tabela a seguir com a coordenada de cada sensor e também um código hash hash code Este último é usado para armazenar de forma mais otimizada as informações de cada sensor Boia Coordenadas Hash Code Boia 1 Lat 2350Lon 4521 2345 Boia 2 Lat 2502Lon 4793 2547 Boia 3 Lat 2290 Lon 4317 2243 Boia 4 Lat 2490 Lon 4217 2442 Boia 5 Lat 2510 Lon 4417 2544 Boia 6 Lat 2240 Lon 3904 2239 Boia 7 Lat 2440 Lon 3692 2436 Boia 8 Lat 2689 Lon 4407 2644 Boia 9 Lat 2799 Lon 4617 2746 A geração do hash code é feito da seguinte forma conforme mostra o exemplo Hash gerada por composição dos caracteres 1 2 8 e 9 da string da coordenada da boia Tendo em mente a descrição do sistema agora vamos à descrição das tarefas que serão desenvolvidas como avaliação do GS 2024 4 Projeto JAVA OceanMonitor2024 O projeto JAVA disponível tanto no portal quanto no teams foi implementado usando o IDE Eclipse e possui partes do projeto já implementadas porém devem ser modificados para adaptar para o sistema OceanMonitor2024 A seguir uma descrição detalhada do que deve ser feito no projeto para a esta fase de entrega Tarefa 1 05 Defina a classe Boia que implemente o registro Boia apresentado na figura a seguir Registro Boia hash code coordenadas salinidade temperatura Tarefa 2 10 Implemente uma função que usando as coordenadas informadas gere o hash code de cada Boia que será a usada para organizar os elementos armazenados no vetor Tarefa 3 10 Implementar uma função que use o arquivo coordenadastxt para obter as coordenadas onde cada boia foi instalada e da leitura do arquivo o atributo chamado de coordenadas é armazenado em cada elemento do vetor de registros Boia A função da Tarefa 2 deve ser chamada para gerar o hash code e este ser armazenado do atributo correspondente Tarefa 4 10 Implemente uma função que percorre todo o vetor de registros de boias lendo do teclado as medidas de salinidade e temperatura Tarefa 5 10 Implemente um dos métodos de ordenação para ordenar em ordem crescente de hash code obrigatoriamente 1 dos que foram estudados no assunto10MetodosOrdenacao Tarefa 6 10 Implemente o método de busca binária para pesquisar as medidas de 1 boia a partir do hash code obrigatoriamente adaptada na implementação estudada no assunto8MétodosBusca Na função main devese declarar um vetor de registros máximo 20 elementos e depois chamar a função implementada na Tarefa 3 para gerar o vetor de registros com as coordenadas e hash code Em seguida chamar a função elaborada na Tarefa 4 para fazer a leitura de cada Boia armazenado no registro de cada boia as medidas salinidade e temperatura Finalmente o vetor de boias deve ser ordenado usando o método elaborado na Tarefa 5 Após a geração do vetor com as medidas o programa deve apresentar um menu de opções de operações que podem ser efetuadas pelo sistema Elabore os trechos de programa que realizam as tarefas descritas a seguir Menu Opção 1 10 Apresentação das boias apresenta todos os registros de Boias armazenados no vetor todos os atributos de cada registro Opção 2 10 Inserção de boia insere mais um registro de Boia lendo do teclado as coordenadas e gerando o hash code usando a função da Tarefa 2 Os valores das medidas de salinidade e temperatura também devem ser lidos do teclado nesse momento OBS verifique se não existe um registro com a coordenada digitada antes de inserila no vetor Opção 3 05 Atualização de medidas utilizando a função elaborada na Tarefa 4 as medidas de cada registro devem ser atualizadas lendo do teclado Opção 4 20 Pesquisa Medidas Permite que seja escolhida uma boia seu hash code para se pesquisar as medidas realizadas no dia Aqui o vetor de boias deve ser ordenado usando o método elaborado na Tarefa 5 caso tenha sofrido alteração depois da última pesquisa realizada Utilizar a busca binária método da Tarefa 6 para pesquisar uma boia Opção 0 encerrar o programa Observação O programa parcialmente construído já faz a inserção das boias apresentados na explicação mas mais boias poderão ser inseridas ao longo da execução do programa Use como base para o projeto a aplicação abaixo n catch FileNotFoundException e Caso o arquivo não seja encontrado SystemoutprintlnArquivo não encontrado egetMessage return n TAREFA 4 Implemente uma função que percorre todo o vetor de registros de boias lendo do teclado as medidas de salinidade e temperatura TAREFA 5 Implemente um dos métodos de ordenação para ordenar em ordem crescente de hash code Obrigatoriamente adaptada de 1 dos que foram estudados no assunto10MetodosOrdenacao TAREFA 6 Implemente o método de busca binaria para pesquisar as medidas de 1 boia a partir do hash code Obrigatoriamente adaptada na implementação estudada no assunto8MétodosBusca public static void mainString args final int N 20 Declaracao de variaveis necessarias para aplicacao Criado do Menu int opcao do Systemoutprintln0 Sair Systemoutprintln1 Apresentacao das boias Systemoutprintln2 Insere mais 1 boia Systemoutprintln3 Atualiza medidas Systemoutprintln4 Pesquisa medidas opcao lenextInt switch opcao case 0 Systemoutprintln Fechando o sistema break case 1 break case 2 break case 3 break case 4 case 3 break case 4 break case 5 break default SystemoutprintlnOpcao invalida while opcao 0 Fecha o objeto da classe Scanner le Leclose OceanMonitorjava Coordenadastxt 1 25 1044 17 2 235045 21 3 25 0247 93 4 22 9043 17 5 24 9042 17 6 22 4039 04 7 24 4036 92 8 26 8944 07 9 27 9946 17