Questões de Concurso Para tecnologista pleno i - desenvolvimento ou aprimoramento de sistema de assimilação de dados nas componentes do sistema terrestre e de aplicações para monitoramento do processo de assimilação

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Q2518297 Algoritmos e Estrutura de Dados
Considere o modelo não linear e o Filtro de Kalman por Conjunto (EnKF) detalhados na questão 04.

Para garantir estimativas de covariâncias não enviesadas, a matriz B pode ser calculada pela expressão:
Alternativas
Q2518296 Algoritmos e Estrutura de Dados
Seja um modelo não linear dado por:

Imagem associada para resolução da questão


em que: xk é um vetor de estados de n dimensões em um dado instante de tempo K; M e H são mapeamentos não-lineares de Rn para Rn e de Rm para Rm, respectivamente; q e r são vetores aleatórios gaussianos de média nula e covariância Q e R, respectivamente.

Considere a implementação de um Filtro de Kalman por Conjunto (Ensemble Kalman Filter - EnKF) com 1000 pontos representando possíveis estados. Cada um dos 1000 pontos é denotado xt(i), onde i é inteiro e varia de 1 a 1000.

Considere, ainda, que a média dos pontos do conjunto no instante k pode ser representada por Imagem associada para resolução da questão, e que o ganho de Kalman no instante k é geralmente representado pelo produto de uma matriz A pela inversa de uma matriz B (Kk = AB−1).

Considerando as condições enunciadas acima, para garantir estimativas de covariâncias não enviesadas, a matriz A pode ser calculada pela expressão:
Alternativas
Q2518295 Algoritmos e Estrutura de Dados
O Filtro de Kalman por Conjunto, ou Ensemble Kalman Filter - EnKF, representa uma alternativa ao Filtro de Kalman Clássico (KF) e ao Filtro de Kalman Estendido (EKF) para a assimilação de dados sequencial com grandes conjuntos de dados.

Entre as vantagens do EnKF com relação ao KF e ao EKF, destaca-se a 
Alternativas
Q2518294 Algoritmos e Estrutura de Dados
A utilização de Filtros de Kalman clássicos (Kalman Filters - KF) ou estendidos (Extended Kalman Filters - EKF) para a assimilação de dados envolve dificuldades práticas.

Com relação a essas dificuldades, analise as afirmativas a seguir.

I. O EKF é o método otimizado para a assimilação de dados sequencial de um modelo dinâmico linear n-dimensional, sendo o KF apropriado apenas para sistemas unidimensionais.
II. O uso do KF e do EKF em modelos dinâmicos que contam com vetores de estados com muitas dimensões requer alta capacidade computacional e de armazenamento, tornando-os práticos apenas para modelos simplificados, de baixa dimensionalidade.
III. A linearização de modelos não lineares envolve a aproximação de funções matemáticas com o truncamento de séries, o que pode gerar erros de propagação de covariâncias, especialmente em modelos de alta dimensionalidade.

Está correto o que se afirma em
Alternativas
Q2518293 Algoritmos e Estrutura de Dados
Filtros Bayesianos são métodos usados para estimar o estado de um sistema dinâmico que seja observado por meio de medidas com incertezas. Entre os algoritmos utilizados para implementação de filtros Bayesianos, pode-se citar o Filtro de Kalman clássico, aplicável a sistemas de modelos lineares e com distribuições Gaussianas de probabilidade.

Nesse contexto, assinale a opção que indica uma das características do Filtro de Kalman clássico. 
Alternativas
Q2518292 Algoritmos e Estrutura de Dados
Seja um modelo dinâmico discreto unidimensional de caminhada aleatória dado por:





Em que xk e yk são, respectivamente, o estado a ser estimado e a medição no tempo k. As variáveis aleatórias qk e rk possuem distribuição normal com média nula e variâncias Q e R, respectivamente, ambas iguais a 1. Assuma, ainda, que a distribuição de probabilidade do estado no tempo k independe da distribuição de probabilidade dos estados anteriores (i.e., o sistema atende à propriedade de Markov).


Em um determinado instante de tempo k − 1, o estado estimado por um filtro de Kalman é dado por 2,5 e sua variância é estimada em 1,0.


No instante de tempo k, obtém-se uma medição igual a 3,1.
Após se agregar a informação proveniente da medição no tempo k, o valor estimado da variância do estado para esse mesmo instante k será
Alternativas
Q2518291 Algoritmos e Estrutura de Dados
Seja um modelo dinâmico discreto unidimensional de caminhada aleatória dado por:





Em que xk e yk são, respectivamente, o estado a ser estimado e a medição no tempo k. As variáveis aleatórias qk e rk possuem distribuição normal com média nula e variâncias Q e R, respectivamente, ambas iguais a 1. Assuma, ainda, que a distribuição de probabilidade do estado no tempo k independe da distribuição de probabilidade dos estados anteriores (i.e., o sistema atende à propriedade de Markov).


Em um determinado instante de tempo k − 1, o estado estimado por um filtro de Kalman é dado por 2,5 e sua variância é estimada em 1,0.


No instante de tempo k, obtém-se uma medição igual a 3,1.
Após agregar a informação proveniente da medição no tempo k, o valor estimado do estado para esse mesmo instante k será
Alternativas
Q2518290 Algoritmos e Estrutura de Dados
Seja um modelo dinâmico discreto unidimensional de caminhada aleatória dado por:





Em que xk e yk são, respectivamente, o estado a ser estimado e a medição no tempo k. As variáveis aleatórias qk e rk possuem distribuição normal com média nula e variâncias Q e R, respectivamente, ambas iguais a 1. Assuma, ainda, que a distribuição de probabilidade do estado no tempo k independe da distribuição de probabilidade dos estados anteriores (i.e., o sistema atende à propriedade de Markov).


Em um determinado instante de tempo k − 1, o estado estimado por um filtro de Kalman é dado por 2,5 e sua variância é estimada em 1,0.


No instante de tempo k, obtém-se uma medição igual a 3,1.
Antes de agregar a informação proveniente da medição no tempo k, a predição da variância do estado, para esse mesmo instante k, será
Alternativas
Q2518289 Algoritmos e Estrutura de Dados
Seja um modelo dinâmico discreto unidimensional de caminhada aleatória dado por:





Em que xk e yk são, respectivamente, o estado a ser estimado e a medição no tempo k. As variáveis aleatórias qk e rk possuem distribuição normal com média nula e variâncias Q e R, respectivamente, ambas iguais a 1. Assuma, ainda, que a distribuição de probabilidade do estado no tempo k independe da distribuição de probabilidade dos estados anteriores (i.e., o sistema atende à propriedade de Markov).


Em um determinado instante de tempo k − 1, o estado estimado por um filtro de Kalman é dado por 2,5 e sua variância é estimada em 1,0.


No instante de tempo k, obtém-se uma medição igual a 3,1.
Nessas condições, antes de se agregar a informação proveniente da medição no instante de tempo k, a predição do estado para esse mesmo instante k será
Alternativas
Q2518288 Algoritmos e Estrutura de Dados
Os Filtros Bayesianos são assim chamados por basearem-se na aplicação do Teorema de Bayes, que relaciona distribuições de probabilidade a priori com distribuições de probabilidade a posteriori.

Há dois passos fundamentais para a estimação de estados, onde o primeiro passo está associado ao modelo dinâmico do sistema ou processo, enquanto o segundo passo está associado ao modelo de observações ou sensoriamento.

Neste contexto, os passos são denominados, respectivamente,
Alternativas
Q2518287 Matemática
Foi ajustado um modelo para prever a precipitação média mensal de chuvas para determinada região em função da temperatura média mensalImagem associada para resolução da questão e da umidade média mensalImagem associada para resolução da questão

Suponha que o seguinte modelo foi obtido:

Imagem associada para resolução da questão


Supondo que o desvio padrão da temperatura média mensal é igual a 5 e o desvio padrão da umidade média mensal é igual a 4.

A propagação dos erros da precipitação média mensal é
Alternativas
Q2518286 Algoritmos e Estrutura de Dados
Pesquisadores da área de sistema de assimilação de dados nas componentes do sistema terrestre resolveram utilizar um método de minimização variacional utilizando o algoritmo 3D-VAR para encontrar a solução de um problema de otimização.

Sobre as propriedades numéricas do método utilizado, assinale a afirmativa correta.
Alternativas
Q2518285 Algoritmos e Estrutura de Dados
Algoritmos de estimação aplicados a assimilação de dados requerem a solução de um problema de otimização.

Assinale a opção que indica o método que pode ser considerado híbrido.
Alternativas
Q2518284 Estatística
Um instituto deseja estudar a incidência de certo evento em determinados intervalos de tempo. Seja X1,X2,...,Xn uma amostra aleatória independente e identicamente distribuída conforme uma distribuição de Poisson com parâmetro λ.

Sabe-se que λ tem distribuição Gama com parâmetros α e β e que Y = ∑i Xi.

Então, a distribuição a posteriori de λ é
Alternativas
Q2518283 Algoritmos e Estrutura de Dados
Uma pesquisa sobre a dispersão espacial do risco de ocorrência de um determinado fenômeno utilizou a estimação Bayesiana como método de estimação.

Sobre esse método de estimação, assinale a opção correta.
Alternativas
Q2518282 Oceanografia Geológica
Cientistas interessados em estimar os parâmetros de modelos de assimilação oceânica, utilizaram um método de estimação cujo objetivo é minimizar a soma dos quadrados das diferenças entre o valor estimado e valor real.

Diante do exposto, assinale a opção que apresenta o método que se enquadra na descrição do objetivo acima.
Alternativas
Q2518281 Matemática
Uma empresa faz pesquisas na área ambiental. Sabe-se que o tempo entre secas (em anos) em determinada região no Brasil segue uma distribuição exponencial com parâmetro β.

Considere uma amostra de tamanho 5 cujos elementos são 15, 18, 20, 22 e 25.

Aplicando o método da máxima verossimilhança, o valor da estimativa de β é
Alternativas
Q2518280 Engenharia de Agrimensura
No estudo de dispositivos semicondutores usados na construção de satélites, optou-se por utilizar o método da máxima verossimilhança na estimação dos parâmetros do estudo. Segundo os especialistas, esse método foi escolhido por apresentar boas propriedades.

Assinale a opção que apresenta as propriedades que pertencem ao método escolhido.
Alternativas
Q2518279 Geografia
Um grupo de trabalho da área de sensoriamento remoto estuda modelos de previsão de eventos climáticos. Dessa forma, decidiram utilizar como modelo inicial o seguinte modelo:

Yi = α + βXiεi


onde α e β são respectivamente os coeficientes linear e angular do modelo e εi os erros aleatórios.

No entanto, verificaram que a escala usada nas variáveis dependente e independente do modelo não estavam adequadas. Dessa forma, propuseram a seguinte mudança de escala: Yi = 10Yi e Xi = 5Xi.


Sabendo que a estimativa do coeficiente angular obtido do modelo anterior foi igual a 2 e considerando o novo modelo gerado, o estimador de Mínimos Quadrados Ordinários de β* é
Alternativas
Q2518278 Algoritmos e Estrutura de Dados
No que diz respeito aos problemas de assimilação de dados para sistemas dinâmicos não lineares, assinale a opção que indica o esquema que dá a melhor estimativa linear da solução para o problema de assimilação de mínimos quadrados.
Alternativas
Respostas
21: C
22: A
23: B
24: D
25: E
26: B
27: D
28: D
29: C
30: B
31: C
32: D
33: A
34: C
35: D
36: E
37: C
38: B
39: A
40: B