Resumo
Sistemas
Projecções Aplicação Referências
João Carlos Pombeiro GasparOrientador: Prof. Doutor João Fernandes
Mestrado Engenharia GeográficaFCTUC
Novembro 2007
Sistema de Informação HeliográficoSistema de Informação HeliográficoHeliographic Information System
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Projecções Aplicação Referências
O presente trabalho tem como principal O presente trabalho tem como principal objectivo objectivo o o desenvolvimento de uma aplicação que permita a desenvolvimento de uma aplicação que permita a referenciaçãoreferenciação de eventos solares ocorridos à data de eventos solares ocorridos à data de registo dos espectros solares, em diferentes riscas de registo dos espectros solares, em diferentes riscas e associar esta informação numa base de dados.e associar esta informação numa base de dados.
A informação contida na base de dados é composta por 15.057 espectros solares dos 30.000 existentes no arquivo do Observatório Astronómico de Coimbra obtidos desde 1926.
A base de dados utilizada para arquivo dos espectros solares tem associada informação das efemérides efemérides astronómicasastronómicas do sol (data e hora do registo).
Os espectros solares estão em suporte digital no formato TIFF e JPEG.
Para a referenciação dos eventos solares serão utilizados diferentes sistemas de coordenadas (heliográficos, heliocêntricos e helio-projectadas).
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Sistemas de coordenadas para referenciação de eventoseventos na superfície solar.
Sistemas de Coordenadas Heliográficas
Sistemas de Coordenadas Heliocêntricas
Sistemas de Coordenadas Helio-projectadas
Sistemas de Coordenadas Solar
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Sistemas de Coordenadas Solar
Coordenadas Heliográficas
Stonyhurst
Origem na intersecção do equador solar com o meridiano central visto da Terra à data de observação
• Latitude Θ• Equador = 0º• [ -90º ; 90º ]• 90º S a 90º N
• Longitude Φ• Meridiano Central = 0º• [ 0º ; 360º [• 180º E a 180º W
• Distância radial r• ao centro do sol
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Sistemas de Coordenadas Solar
Coordenadas Heliográficas
Carrington
Origem na intersecção do equador solar com o primeiro meridiano de CarrigtonCarrigton
• Latitude Θ• Equador solar = 0º• [ -90º ; 90º ]
• Longitude Φc• Φc = Φ + L0
• L0 - Longitude Carrington do meridiano central como observado da Terra.• [ 0º ; 360º [
• Distância radial r• ao centro do sol
• Número de Rotações Carrigton (1853)
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Sistemas de Coordenadas Solar
Coordenadas Cartesianas
HeliocêntricasSistema de Coordenadas CartesianasCoordenadas Cartesianas (x, y, z) com eixos ortogonais entre si.
• Coordenada Cartesiana x• Na origem x = 0• Toma valores + e -
• Coordenada Cartesiana y• Na origem y = 0• Toma valores + e -
• Coordenada Cartesiana z• z = 0• Toma valores + e -• eixo definido paralelo à linha de observação Terra – Sol e ┴ ao plano XoY
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Sistemas de Coordenadas Solar
Coordenadas Radiais
Heliocêntricas
Sistema de Coordenadas RadiaisCoordenadas Radiais(ρ, ψ, z).
Partilha o mesmo eixo de z com o sistema de coordenadas cartesianas
• Coordenada Radial ρ (parâmetro de impacto)
• Na origem ρ = 0º• [-90º ; 90º]
• Coordenada Radial ψ• Na origem ψ = 0º• [ 0º ; 360º [
• Coordenada Cartesiana Heliocêntrica z• Na origem z = 0• z = sistema coordenadas cartesianas
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Sistemas de Coordenadas Solar
Coordenadas Celestes
Helio-projectadasAs coordenadas Helio-projectadas cartesianasHelio-projectadas cartesianas são equivalentes às coordenadas heliocêntricas cartesianas, em que x e y são substituídos pelos ângulos θx e θy.
• θx é a longitude e θy é a latitude
O equivalente à coordenada z é a coordenada ζ, definida por:
ζ = D - d
• D - Distância do observador ao centro do sol
e d é a distância do observador à superfície.
Próximo do sol: ζ ≈ z
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Sistemas de Coordenadas Solar
Coordenadas Celestes
Helio-projectadasAs coordenadas Helio-projectadas radiaisHelio-projectadas radiais são equivalentes às coordenadas heliocêntricas radiais, em que o parâmetro parâmetro de impactode impacto ρ é substituído pelo ângulo θρ.
• Declinação:
δρ = θρ - 90º
As coordenadas helio-projectadas radiais são (θρ , ψ) em que:
θρ = δρ + 90º
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Projecção Gnomónica: TAN
Utilizada na representação de imagens sinópticas do sol (EIT)( EIT - The SOHO Extreme ultraviolet Imaging Telescope )
Projecção usualmente associada ao sistema de coordenadas heliográficas Carrington
Sistema de coordenadas helio-projectadas cartesianas
Projecções Cartográficas
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Projecção Gnomónica: TAN
Utilizada na representação de imagens da coroa solar (UVCS)
The SOHO Ultraviolet Coronagraph Spectrometer (UVCS) Projecção usualmente associada ao sistema de coordenadas
helio-projectadas radiais
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Projecção Azimutal / Zenital Perspectiva: AZP
Projecção usualmente associada ao sistema de coordenadas heliográficas
Projecção Ortográfica: SIN
É um caso particular da projecção AZP, quando se considera que D é demasiado grande.
Projecção Plate Carrée: CAR
A projecção Plate Carrée é um caso particular de uma projecção cilíndrica em que o espaçamento entre meridianos e paralelos é igual.
Projecção usualmente associada ao sistema de coordenadas heliográficas Stonyhurst ou Carrigthon
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Aplicação: Sistema de Informação Heliográfico
Sistema Informação
Espectro Solar
Efemérides Base de Dados
(Observatório Astronómico)
Referenciação eDiscos Stonyhurst
Utilizadores
Aplicação
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Aplicação: Sistema de Informação Heliográfico
Espectros solares (Espectroheliogramas) ≈ 30.000 Catalogados na Base de Dados ≈ 15.057 Data e hora de registo dos espectros Riscas H-alpha, K1-V e K3 Formato TIFF e JPEG (8 bits - N.D. [0; 255]) FITS ?
Sistema Informação
Risca H K1V K3
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Aplicação: Sistema de Informação Heliográfico
Física Solar (Efemérides do Sol)
P = ao ângulo de posição do eixo polarângulo de posição do eixo polar com respeito ao ponto N. Esse ponto é obtido na intersecção da circunferência do disco solar com a linha imaginária que passa pelo centro do disco e pelo pólo norte celeste.
Bo = latitude heliográficalatitude heliográfica do centro do disco. Lo = longitude heliográficalongitude heliográfica do centro do disco.
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Aplicação: Sistema de Informação Heliográfico
Base de Dados do Observatório Astronómico de Coimbra
Sistema de Gestão de Base de Dados relacional FirebirdFirebird
Desenvolvida no sistema operativo UNIX Windows ?
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Aplicação: Sistema de Informação Heliográfico
Aplicação dos discos Stonyhurst aos espectros solares
Sistema Informação
Coordenadas Heliográficas StonyhurstCoordenadas Heliográficas CarringtonCoordenadas Heliocêntricas CartesianasCoordenadas Heliocêntricas RadiaisCoordenadas Helio-projectadas CartesianasCoordenadas Helio-projectadas Radiais
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Aplicação: Sistema de Informação Heliográfico
Objectivos da Aplicação SIH1. Fornecer à comunidade de utilizadores uma ferramenta
prática que disponibilize informação relativa aos espectros solares, desenvolvida no:• Sistema Operativo Microsoft Windows (XPXP e VistaVista)
• Sistema de Base de Dados Relacional (FirebirdFirebird)
• Gestão dos Espectroheliogramas
• Dados das Efemérides do Sol
• Coordenadas Heliográficas, Heliocêntricas e Helio-projectadas
• Arquivo de informação a respeito de Eventos Solares:Protuberâncias, Filamentos, Manchas, Erupções, etc.
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Aplicação: Sistema de Informação Heliográfico
Objectivos da Aplicação SIH
2. Desenvolvimento de um conjunto de ferramentas para auxílio à gestão e estudo dos espectros solares.
3. Potenciar o futuro desenvolvimento de aplicações especialmente vocacionadas para o estudo do sol.
4. Contribuir para o estudo da astronomia na FCTUC.
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Cronograma
Data
Fase Descrição Início Conclusão
1 Estudo da base de dados Firebird e sua
eventual transformação de unix para windows 23 de Novembro 31 de Dezembro
2 Implementação dos diferentes sistemas de
coordenadas 1 de Janeiro 31 de Janeiro
3 Aplicação dos discos Stonyhurst aos
espectroheliogramas 1 de Fevereiro 15 de Fevereiro
4 Elaboração da plataforma para o utilizador 16 de Fevereiro 30 de Abril
5 Testes da Aplicação 1 de Maio 30 de Junho
6 Conclusão da redacção da Tese Julho de 2008
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Thompson, W.T.; - Coordinate systems for solar image data; Astronomy & Astrophysics manuscript no. 4262thom, 2005
Hanisch, R. J.; Wells, D. G.; - World Coordinate Systems Representations Within the FITS Format, 1988
Greisen, E. W.; Calabretta, M. R.; - Representations of world coordinates in FITS; Astronomy & Astrophysics, 2002
Observatório Astronómico de Coimbra; http://www.astro.mat.uc.pt/novo/observatorio/site/index.html
FITS World Coordinate Systems; http://www.atnf.csiro.au/people/mcalabre/WCS/index.html
Telescope Data Center; http://tdc-www.harvard.edu/software/wcstools.html
The European Home Page for the NASA/ESA Hubble Space Telescope; http://www.spacetelescope.org/index.html
SOHO Solar and Heliospheric Observatory; http://sohowww.nascom.nasa.gov/
The FITS Support Office at NASA/GSFC; http://fits.gsfc.nasa.gov/fits_home.html
Referências
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Obrigado …
Agradecimentos
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