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ff6ae63
1
Parent(s):
17c039f
Auto-deploy from GitHub
Browse files- README.md +128 -11
- api/.DS_Store +0 -0
- api/.gitattributes +38 -0
- api/app.py +84 -0
- api/detect.py +54 -0
- api/models/.DS_Store +0 -0
- api/models/DetectsmallTest1.pt +3 -0
- api/models/checkpoints/model_checkpoint_best_city.keras +3 -0
- api/models/checkpoints/test_checkpoint1.keras +3 -0
- api/models/scalers/scaler_dyn_global.pkl +3 -0
- api/models/scalers/scaler_static_global.pkl +3 -0
- api/models/scalers/scaler_target_global.pkl +3 -0
- api/predict.py +203 -0
- api/requirements.txt +16 -0
README.md
CHANGED
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@@ -1,14 +1,131 @@
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# 🦟 PreviDengue
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### Uma Abordagem Multidisciplinar com Inteligência Artificial para o Monitoramento e Previsão da Dengue
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+
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+
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+
[](https://github.com/seu-usuario/seu-repo)
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| 8 |
+
[](https://www.python.org/)
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| 9 |
+
[](https://github.com/seu-usuario/seu-repo/blob/main/LICENSE)
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| 10 |
+
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| 11 |
+
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+
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## 💡 Sobre o Projeto
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O **PreviDengue** é uma plataforma inovadora que integra inteligência artificial e dados geoespaciais e epidemiológicos para criar uma ferramenta poderosa no combate à dengue. O projeto, que nasceu da necessidade de soluções proativas de saúde pública, evoluiu para um sistema focado em dois pilares principais: a **detecção de focos do mosquito** e a **previsão de surtos epidemiológicos**.
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+
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+
Nossa missão é fornecer aos agentes públicos e à comunidade uma ferramenta acessível e precisa, unificando a análise de dados complexos em um **dashboard intuitivo** que permite o planejamento estratégico de ações preventivas e de combate.
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+
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+
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## 🌍 Veja o PreviDengue em Ação
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+
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+
Você pode explorar a versão de demonstração do projeto e suas funcionalidades agora mesmo.
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+
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+
**Acesse a plataforma aqui: [https://previdengue.vercel.app/](https://previdengue.vercel.app/)**
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## 🚀 Funcionalidades Principais
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Nosso sistema é estruturado em dois módulos principais, ambos acessíveis através de uma interface unificada para uma análise composta dos dados.
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### **Módulo de Detecção de Focos 🛰️**
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Utilizamos Visão Computacional para analisar imagens aéreas de alta resolução e identificar potenciais criadouros do mosquito *Aedes aegypti*.
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> **🧠 Como Funciona:** O algoritmo **YOLO (You Only Look Once)** escaneia as imagens para detectar objetos como piscinas e caixas d'água. Cada área recebe uma **pontuação de risco** baseada nos criadouros identificados, e os resultados são exibidos em um **mapa de calor** interativo para fácil visualização.
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| 40 |
+
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+
### **Módulo de Previsão de Surtos 📈**
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Este módulo utiliza modelos de aprendizado de máquina para prever a tendência de casos de dengue, auxiliando na alocação de recursos e na preparação de campanhas de saúde.
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| 44 |
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+
> **🧠 Como Funciona:** Um modelo de **Rede Neural LSTM (Long Short-Term Memory)** é treinado com uma série histórica de dados do **DATASUS** e dados climáticos da **API da NASA**. A IA é capaz de capturar padrões complexos para prever picos de casos, permitindo que as autoridades tomem medidas preventivas antes que um surto se estabeleça.
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+
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## 🛠️ Tecnologias Utilizadas
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| 50 |
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+
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+
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Este projeto foi construído com uma stack de tecnologias modernas para garantir eficiência, escalabilidade e performance.
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| 54 |
+
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+
| Categoria | Tecnologia |
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| :--- | :--- |
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| **Linguagem** |   |
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| **IA** |   |
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| **Backend** |  |
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| 60 |
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| **Frontend** |  |
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| 61 |
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| **Hospedagem** |   |
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| 62 |
+
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| 63 |
+
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| 64 |
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+
## 🏗️ Arquitetura do Sistema
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| 66 |
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---
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| 68 |
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O **PreviDengue** é composto por uma arquitetura em camadas que garante flexibilidade e desacoplamento entre os componentes.
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| 70 |
+
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+
### **Frontend**
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| 72 |
+
A interface web, desenvolvida com **[Nome da Tecnologia]**, é a camada de apresentação que interage com o usuário. Ela se comunica com o backend para exibir o dashboard, o mapa de calor e permitir a submissão de imagens.
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| 73 |
+
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+
### **Backend**
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| 75 |
+
Construído com **FastAPI**, o backend atua como um hub central. Ele recebe as requisições do frontend, gerencia o fluxo de dados e se comunica com as APIs dos modelos de IA para obter os resultados de detecção e previsão.
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| 76 |
+
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+
### **Módulos de IA**
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Os modelos **YOLO** (para detecção) e **LSTM** (para previsão) são treinados em ambiente de nuvem (**Google Colab**) e expostos como **APIs RESTful** separadas, utilizando a plataforma **Hugging Face**. Essa abordagem garante que o processamento pesado seja feito na nuvem, otimizando o desempenho do sistema.
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| 79 |
+
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| 80 |
+
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| 81 |
+
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| 82 |
+
## 🧭 Como Usar
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| 83 |
+
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| 84 |
+
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| 85 |
+
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| 86 |
+
O projeto ainda está em desenvolvimento, mas o código-fonte estará disponível em breve. Para rodar a aplicação localmente:
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| 87 |
+
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| 88 |
+
1. Clone este repositório:
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+
```bash
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| 90 |
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git clone [https://github.com/seu-usuario/seu-repo.git](https://github.com/seu-usuario/seu-repo.git)
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| 91 |
+
cd seu-repo
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| 92 |
+
```
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| 93 |
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2. Instale as dependências. Siga as instruções específicas nas pastas `backend` e `frontend`.
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+
```bash
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+
# Para o backend
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| 96 |
+
pip install -r requirements.txt
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| 97 |
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# Para o frontend
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| 98 |
+
npm install
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| 99 |
+
```
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| 100 |
+
3. Inicie o servidor de desenvolvimento.
|
| 101 |
+
```bash
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| 102 |
+
# Primeiro, inicie o backend
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| 103 |
+
python main.py
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| 104 |
+
# Em um novo terminal, inicie o frontend
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| 105 |
+
npm run dev
|
| 106 |
+
```
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| 107 |
+
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| 108 |
+
> **Nota:** Certifique-se de configurar as variáveis de ambiente necessárias para acessar as APIs de IA.
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| 109 |
+
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| 110 |
+
---
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| 111 |
+
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| 112 |
+
## 🧑🤝🧑 Equipe
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| 113 |
+
|
| 114 |
+
---
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| 115 |
+
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| 116 |
+
O **PreviDengue** é um projeto de Trabalho de Conclusão de Curso do Colégio Técnico de Campinas (COTUCA - UNICAMP), desenvolvido por:
|
| 117 |
+
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| 118 |
+
* **Arthur Gama Jorge** – [cc23578@g.unicamp.br](mailto:cc23578@g.unicamp.br)
|
| 119 |
+
* **Daniel Dorigan de Carvalho Campos** – [cc23124@g.unicamp.br](mailto:cc23124@g.unicamp.br)
|
| 120 |
+
* **Ion Mateus Nunes Oprea** – [cc23135@g.unicamp.br](mailto:cc23135@g.unicamp.br)
|
| 121 |
+
|
| 122 |
+
**Orientadora:** Andréia
|
| 123 |
+
**Coorientador:** Guilherme
|
| 124 |
+
|
| 125 |
+
---
|
| 126 |
+
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| 127 |
+
## 📜 Licença
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| 128 |
+
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| 129 |
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| 130 |
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| 131 |
+
Este projeto está licenciado sob a Licença **[Nome da Licença, ex: MIT]** - veja o arquivo [LICENSE.md](https://github.com/seu-usuario/seu-repo/blob/main/LICENSE) para mais detalhes.
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api/.DS_Store
ADDED
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Binary file (6.15 kB). View file
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api/.gitattributes
ADDED
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@@ -0,0 +1,38 @@
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| 1 |
+
pip install git-filter-repo
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| 2 |
+
*.7z filter=lfs diff=lfs merge=lfs -text
|
| 3 |
+
*.arrow filter=lfs diff=lfs merge=lfs -text
|
| 4 |
+
*.bin filter=lfs diff=lfs merge=lfs -text
|
| 5 |
+
*.bz2 filter=lfs diff=lfs merge=lfs -text
|
| 6 |
+
*.ckpt filter=lfs diff=lfs merge=lfs -text
|
| 7 |
+
*.ftz filter=lfs diff=lfs merge=lfs -text
|
| 8 |
+
*.gz filter=lfs diff=lfs merge=lfs -text
|
| 9 |
+
*.h5 filter=lfs diff=lfs merge=lfs -text
|
| 10 |
+
*.joblib filter=lfs diff=lfs merge=lfs -text
|
| 11 |
+
*.lfs.* filter=lfs diff=lfs merge=lfs -text
|
| 12 |
+
*.mlmodel filter=lfs diff=lfs merge=lfs -text
|
| 13 |
+
*.model filter=lfs diff=lfs merge=lfs -text
|
| 14 |
+
*.msgpack filter=lfs diff=lfs merge=lfs -text
|
| 15 |
+
*.npy filter=lfs diff=lfs merge=lfs -text
|
| 16 |
+
*.npz filter=lfs diff=lfs merge=lfs -text
|
| 17 |
+
*.onnx filter=lfs diff=lfs merge=lfs -text
|
| 18 |
+
*.ot filter=lfs diff=lfs merge=lfs -text
|
| 19 |
+
*.parquet filter=lfs diff=lfs merge=lfs -text
|
| 20 |
+
*.pb filter=lfs diff=lfs merge=lfs -text
|
| 21 |
+
*.pickle filter=lfs diff=lfs merge=lfs -text
|
| 22 |
+
*.pkl filter=lfs diff=lfs merge=lfs -text
|
| 23 |
+
*.pt filter=lfs diff=lfs merge=lfs -text
|
| 24 |
+
*.pth filter=lfs diff=lfs merge=lfs -text
|
| 25 |
+
*.rar filter=lfs diff=lfs merge=lfs -text
|
| 26 |
+
*.safetensors filter=lfs diff=lfs merge=lfs -text
|
| 27 |
+
saved_model/**/* filter=lfs diff=lfs merge=lfs -text
|
| 28 |
+
*.tar.* filter=lfs diff=lfs merge=lfs -text
|
| 29 |
+
*.tar filter=lfs diff=lfs merge=lfs -text
|
| 30 |
+
*.tflite filter=lfs diff=lfs merge=lfs -text
|
| 31 |
+
*.tgz filter=lfs diff=lfs merge=lfs -text
|
| 32 |
+
*.wasm filter=lfs diff=lfs merge=lfs -text
|
| 33 |
+
*.xz filter=lfs diff=lfs merge=lfs -text
|
| 34 |
+
*.zip filter=lfs diff=lfs merge=lfs -text
|
| 35 |
+
*.zst filter=lfs diff=lfs merge=lfs -text
|
| 36 |
+
*tfevents* filter=lfs diff=lfs merge=lfs -text
|
| 37 |
+
models/checkpoints/*.keras filter=lfs diff=lfs merge=lfs -text
|
| 38 |
+
*.keras filter=lfs diff=lfs merge=lfs -text
|
api/app.py
ADDED
|
@@ -0,0 +1,84 @@
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| 1 |
+
import uvicorn
|
| 2 |
+
from fastapi import Body, FastAPI, UploadFile, File, Response
|
| 3 |
+
from fastapi.responses import JSONResponse
|
| 4 |
+
from fastapi.middleware.cors import CORSMiddleware
|
| 5 |
+
import traceback
|
| 6 |
+
import numpy as np
|
| 7 |
+
import json
|
| 8 |
+
|
| 9 |
+
from detect import DengueDetector
|
| 10 |
+
from predict import DenguePredictor
|
| 11 |
+
|
| 12 |
+
def default_json_serializer(obj):
|
| 13 |
+
if isinstance(obj, np.integer):
|
| 14 |
+
return int(obj)
|
| 15 |
+
elif isinstance(obj, np.floating):
|
| 16 |
+
return float(obj)
|
| 17 |
+
elif isinstance(obj, np.ndarray):
|
| 18 |
+
return obj.tolist()
|
| 19 |
+
raise TypeError(f"Object of type {obj.__class__.__name__} is not JSON serializable")
|
| 20 |
+
|
| 21 |
+
detector: DengueDetector = None
|
| 22 |
+
predictor: DenguePredictor = None
|
| 23 |
+
|
| 24 |
+
app = FastAPI()
|
| 25 |
+
|
| 26 |
+
# --- Crie um evento de startup para carregar os modelos ---
|
| 27 |
+
@app.on_event("startup")
|
| 28 |
+
async def startup_event():
|
| 29 |
+
global detector, predictor
|
| 30 |
+
print("Executando evento de startup: Carregando os módulos de IA...")
|
| 31 |
+
detector = DengueDetector()
|
| 32 |
+
predictor = DenguePredictor()
|
| 33 |
+
print("Módulos de IA carregados com sucesso. API pronta.")
|
| 34 |
+
|
| 35 |
+
# --- CORS ---
|
| 36 |
+
origins = ["https://previdengue.vercel.app", "http://localhost:3000", "*"]
|
| 37 |
+
app.add_middleware(
|
| 38 |
+
CORSMiddleware,
|
| 39 |
+
allow_origins=origins,
|
| 40 |
+
allow_credentials=True,
|
| 41 |
+
allow_methods=["*"],
|
| 42 |
+
allow_headers=["*"]
|
| 43 |
+
)
|
| 44 |
+
|
| 45 |
+
# --- Rotas ---
|
| 46 |
+
@app.get("/")
|
| 47 |
+
def health_check():
|
| 48 |
+
return {"status": "ok", "message": "API de Dengue rodando!"}
|
| 49 |
+
|
| 50 |
+
@app.post("/detect/")
|
| 51 |
+
async def detect(file: UploadFile = File(...)):
|
| 52 |
+
if detector is None:
|
| 53 |
+
return JSONResponse(status_code=503, content={"error": "Detector ainda não foi inicializado."})
|
| 54 |
+
try:
|
| 55 |
+
content = await file.read()
|
| 56 |
+
result = detector.detect_image(content)
|
| 57 |
+
return JSONResponse(content=result)
|
| 58 |
+
except Exception as e:
|
| 59 |
+
return JSONResponse(status_code=500, content={"error": str(e)})
|
| 60 |
+
|
| 61 |
+
|
| 62 |
+
@app.post("/predict/")
|
| 63 |
+
async def predict_dengue_route(payload: dict = Body(...)):
|
| 64 |
+
if predictor is None:
|
| 65 |
+
return JSONResponse(status_code=503, content={"error": "Preditor ainda não foi inicializado."})
|
| 66 |
+
try:
|
| 67 |
+
ibge_code_str = payload.get("ibge_code")
|
| 68 |
+
if ibge_code_str is None:
|
| 69 |
+
raise ValueError("O campo 'ibge_code' é obrigatório.")
|
| 70 |
+
|
| 71 |
+
ibge_code = int(ibge_code_str)
|
| 72 |
+
result = predictor.predict(ibge_code)
|
| 73 |
+
|
| 74 |
+
json_content = json.dumps(result, default=default_json_serializer)
|
| 75 |
+
|
| 76 |
+
return Response(content=json_content, media_type="application/json")
|
| 77 |
+
|
| 78 |
+
except Exception as e:
|
| 79 |
+
tb_str = traceback.format_exc()
|
| 80 |
+
print(tb_str)
|
| 81 |
+
return JSONResponse(status_code=500, content={
|
| 82 |
+
"error": str(e),
|
| 83 |
+
"traceback": tb_str
|
| 84 |
+
})
|
api/detect.py
ADDED
|
@@ -0,0 +1,54 @@
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+
from collections import Counter
|
| 2 |
+
import numpy as np
|
| 3 |
+
from PIL import Image
|
| 4 |
+
from io import BytesIO
|
| 5 |
+
from ultralytics import YOLO
|
| 6 |
+
|
| 7 |
+
class DengueDetector:
|
| 8 |
+
def __init__(self, model_path="./models/DetectsmallTest1.pt"):
|
| 9 |
+
self.model = YOLO(model_path)
|
| 10 |
+
self.names = self.model.names
|
| 11 |
+
|
| 12 |
+
def calculate_intensity(self, objects):
|
| 13 |
+
weights = {"piscina": 9, "caixa_agua": 4, "carro": 1}
|
| 14 |
+
score = sum(weights.get(obj["class"], 0) for obj in objects)
|
| 15 |
+
return score
|
| 16 |
+
|
| 17 |
+
def detect_image(self, image_bytes):
|
| 18 |
+
# Carregar imagem da memória
|
| 19 |
+
img = Image.open(BytesIO(image_bytes)).convert("RGB")
|
| 20 |
+
img_np = np.array(img) # YOLO aceita np.array diretamente
|
| 21 |
+
height, width = img_np.shape[:2]
|
| 22 |
+
|
| 23 |
+
# Detectar objetos
|
| 24 |
+
results = self.model(img_np)
|
| 25 |
+
result = results[0]
|
| 26 |
+
boxes = result.boxes
|
| 27 |
+
class_ids = boxes.cls.tolist()
|
| 28 |
+
confidences = boxes.conf.tolist()
|
| 29 |
+
class_names = [self.names[int(cls)] for cls in class_ids]
|
| 30 |
+
counts = Counter(class_names)
|
| 31 |
+
|
| 32 |
+
# Construir lista de detecções
|
| 33 |
+
detections = []
|
| 34 |
+
for i in range(len(boxes)):
|
| 35 |
+
x1, y1, x2, y2 = map(float, boxes.xyxy[i])
|
| 36 |
+
conf = float(confidences[i])
|
| 37 |
+
cls_id = int(class_ids[i])
|
| 38 |
+
detections.append({
|
| 39 |
+
"class": self.names[cls_id],
|
| 40 |
+
"confidence": round(conf, 4),
|
| 41 |
+
"box": {
|
| 42 |
+
"x1": x1, "y1": y1, "x2": x2, "y2": y2,
|
| 43 |
+
"original_width": width, "original_height": height
|
| 44 |
+
}
|
| 45 |
+
})
|
| 46 |
+
|
| 47 |
+
intensity_score = self.calculate_intensity(detections)
|
| 48 |
+
|
| 49 |
+
return {
|
| 50 |
+
"total": len(class_ids),
|
| 51 |
+
"contagem": counts,
|
| 52 |
+
"objetos": detections,
|
| 53 |
+
"intensity_score": intensity_score
|
| 54 |
+
}
|
api/models/.DS_Store
ADDED
|
Binary file (6.15 kB). View file
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api/models/DetectsmallTest1.pt
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| 2 |
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|
| 3 |
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size 22508451
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api/models/checkpoints/model_checkpoint_best_city.keras
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| 2 |
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|
| 3 |
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size 2505166
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api/models/checkpoints/test_checkpoint1.keras
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size 421650
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size 907
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api/models/scalers/scaler_static_global.pkl
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|
| 3 |
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size 743
|
api/models/scalers/scaler_target_global.pkl
ADDED
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|
| 3 |
+
size 799
|
api/predict.py
ADDED
|
@@ -0,0 +1,203 @@
|
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|
|
|
|
|
|
|
| 1 |
+
import os
|
| 2 |
+
import numpy as np
|
| 3 |
+
import pandas as pd
|
| 4 |
+
import joblib
|
| 5 |
+
import warnings
|
| 6 |
+
from pathlib import Path
|
| 7 |
+
from datetime import timedelta
|
| 8 |
+
import tensorflow as tf
|
| 9 |
+
import matplotlib.pyplot as plt
|
| 10 |
+
import base64
|
| 11 |
+
from io import BytesIO
|
| 12 |
+
from huggingface_hub import hf_hub_download
|
| 13 |
+
|
| 14 |
+
warnings.filterwarnings('ignore')
|
| 15 |
+
plt.style.use('seaborn-v0_8-darkgrid')
|
| 16 |
+
|
| 17 |
+
# --- MUDANÇA: Definição da loss customizada necessária para carregar o modelo ---
|
| 18 |
+
def asymmetric_mse(y_true, y_pred):
|
| 19 |
+
penalty_factor = 5.0
|
| 20 |
+
error = y_true - y_pred
|
| 21 |
+
penalty = tf.where(error > 0, penalty_factor, 1.0)
|
| 22 |
+
loss = tf.square(error) * penalty
|
| 23 |
+
return tf.reduce_mean(loss)
|
| 24 |
+
|
| 25 |
+
class DenguePredictor:
|
| 26 |
+
def __init__(self, project_root=None):
|
| 27 |
+
self.project_root = Path(project_root) if project_root else Path(__file__).resolve().parent
|
| 28 |
+
# --- MUDANÇA: Constantes do modelo alinhadas com o treinamento final ---
|
| 29 |
+
self.sequence_length = 12
|
| 30 |
+
self.horizon = 8
|
| 31 |
+
self.year_min_train = 2014
|
| 32 |
+
self.year_max_train = 2025
|
| 33 |
+
self.dynamic_features = [
|
| 34 |
+
"numero_casos", "casos_velocidade", "casos_aceleracao", "casos_mm_4_semanas",
|
| 35 |
+
"T2M", "T2M_MAX", "T2M_MIN", "PRECTOTCORR", "RH2M", "ALLSKY_SFC_SW_DWN",
|
| 36 |
+
"week_sin", "week_cos", "year_norm"
|
| 37 |
+
]
|
| 38 |
+
self.static_features = ["latitude", "longitude"]
|
| 39 |
+
self.feature_names_pt = {
|
| 40 |
+
"numero_casos": "Nº de Casos de Dengue", "T2M": "Temperatura Média (°C)",
|
| 41 |
+
"PRECTOTCORR": "Precipitação (mm)"
|
| 42 |
+
}
|
| 43 |
+
self.load_assets()
|
| 44 |
+
|
| 45 |
+
def load_assets(self):
|
| 46 |
+
print("INFO: Carregando todos os ativos da IA (modelo, scalers, dados)...")
|
| 47 |
+
AI_ASSETS_DIR = self.project_root / "models"
|
| 48 |
+
|
| 49 |
+
INFERENCE_PATH = hf_hub_download(
|
| 50 |
+
repo_id='previdengue/predict_inference_data',
|
| 51 |
+
filename='inference_data.parquet',
|
| 52 |
+
repo_type='dataset',
|
| 53 |
+
token=os.environ.get('HF_TOKEN')
|
| 54 |
+
)
|
| 55 |
+
|
| 56 |
+
SCALER_DIR = AI_ASSETS_DIR / "scalers"
|
| 57 |
+
MODEL_PATH = AI_ASSETS_DIR / "checkpoints" / "model_checkpoint_best_city.keras"
|
| 58 |
+
|
| 59 |
+
# --- MUDANÇA: Carregamento dos scalers GLOBAIS ---
|
| 60 |
+
self.scaler_dyn = joblib.load(SCALER_DIR / "scaler_dyn_global.pkl")
|
| 61 |
+
self.scaler_static = joblib.load(SCALER_DIR / "scaler_static_global.pkl")
|
| 62 |
+
self.scaler_target = joblib.load(SCALER_DIR / "scaler_target_global.pkl")
|
| 63 |
+
|
| 64 |
+
# Lê os dados de inferência do arquivo baixado
|
| 65 |
+
df_master = pd.read_parquet(INFERENCE_PATH)
|
| 66 |
+
df_master['codigo_ibge'] = df_master['codigo_ibge'].astype(int)
|
| 67 |
+
df_master['date'] = pd.to_datetime(df_master['ano'].astype(str) + df_master['semana'].astype(str) + '0', format='%Y%W%w', errors='coerce')
|
| 68 |
+
df_master = df_master.sort_values(by=['codigo_ibge', 'date']).reset_index(drop=True)
|
| 69 |
+
self.df_master = df_master
|
| 70 |
+
self.municipios = df_master[['codigo_ibge', 'municipio']].drop_duplicates().sort_values('codigo_ibge')
|
| 71 |
+
|
| 72 |
+
# --- MUDANÇA: Carregamento do modelo com a loss customizada ---
|
| 73 |
+
self.model = tf.keras.models.load_model(MODEL_PATH, custom_objects={'asymmetric_mse': asymmetric_mse})
|
| 74 |
+
print("INFO: Ativos da IA carregados com sucesso.")
|
| 75 |
+
|
| 76 |
+
def plot_to_base64(self, fig):
|
| 77 |
+
buf = BytesIO()
|
| 78 |
+
fig.savefig(buf, format='png', bbox_inches='tight', facecolor='#18181b')
|
| 79 |
+
buf.seek(0)
|
| 80 |
+
img_str = base64.b64encode(buf.read()).decode('utf-8')
|
| 81 |
+
plt.close(fig)
|
| 82 |
+
return img_str
|
| 83 |
+
|
| 84 |
+
def predict(self, ibge_code: int):
|
| 85 |
+
df_mun = self.df_master[self.df_master['codigo_ibge'] == ibge_code].copy()
|
| 86 |
+
if df_mun.empty or len(df_mun) < self.sequence_length:
|
| 87 |
+
raise ValueError(f"Não há dados ou histórico suficiente para o município {ibge_code}")
|
| 88 |
+
|
| 89 |
+
municipio_name = self.municipios[self.municipios['codigo_ibge'] == ibge_code].iloc[0]['municipio']
|
| 90 |
+
|
| 91 |
+
# 1. Pega a última sequência de dados históricos completos
|
| 92 |
+
last_complete_sequence = df_mun.dropna(subset=['numero_casos']).tail(self.sequence_length).copy()
|
| 93 |
+
if len(last_complete_sequence) < self.sequence_length:
|
| 94 |
+
raise ValueError(f"Histórico insuficiente de casos conhecidos para {ibge_code}")
|
| 95 |
+
|
| 96 |
+
# 2. Engenharia de Features na sequência de entrada
|
| 97 |
+
last_complete_sequence['casos_velocidade'] = last_complete_sequence['numero_casos'].diff().fillna(0)
|
| 98 |
+
last_complete_sequence['casos_aceleracao'] = last_complete_sequence['casos_velocidade'].diff().fillna(0)
|
| 99 |
+
last_complete_sequence['casos_mm_4_semanas'] = last_complete_sequence['numero_casos'].rolling(4, min_periods=1).mean()
|
| 100 |
+
last_complete_sequence['week_sin'] = np.sin(2 * np.pi * last_complete_sequence['semana'] / 52)
|
| 101 |
+
last_complete_sequence['week_cos'] = np.cos(2 * np.pi * last_complete_sequence['semana'] / 52)
|
| 102 |
+
last_complete_sequence['year_norm'] = (last_complete_sequence['ano'] - self.year_min_train) / (self.year_max_train - self.year_min_train)
|
| 103 |
+
|
| 104 |
+
# 3. Prepara os dados de entrada para o modelo
|
| 105 |
+
dynamic_input_raw = last_complete_sequence[self.dynamic_features].values
|
| 106 |
+
static_input_raw = last_complete_sequence[self.static_features].iloc[-1].values.reshape(1, -1)
|
| 107 |
+
|
| 108 |
+
dynamic_input_scaled = self.scaler_dyn.transform(dynamic_input_raw).reshape(1, self.sequence_length, -1)
|
| 109 |
+
static_input_scaled = self.scaler_static.transform(static_input_raw)
|
| 110 |
+
|
| 111 |
+
# 4. Faz a predição (tiro único)
|
| 112 |
+
predictions_scaled = self.model.predict([dynamic_input_scaled, static_input_scaled], verbose=0)
|
| 113 |
+
pred_casos_scaled = predictions_scaled[0] # Primeira saída do modelo
|
| 114 |
+
|
| 115 |
+
# 5. Inverte a transformação para obter o número de casos reais
|
| 116 |
+
pred_casos_log = self.scaler_target.inverse_transform(pred_casos_scaled.reshape(1, -1))
|
| 117 |
+
pred_casos_real = np.expm1(pred_casos_log).flatten()
|
| 118 |
+
|
| 119 |
+
predictions_final = [max(0, round(case)) for case in pred_casos_real]
|
| 120 |
+
|
| 121 |
+
# 6. Formata a resposta
|
| 122 |
+
last_real_date = last_complete_sequence['date'].iloc[-1]
|
| 123 |
+
predicted_data = [{
|
| 124 |
+
"date": (last_real_date + timedelta(weeks=i + 1)).strftime('%Y-%m-%d'),
|
| 125 |
+
"predicted_cases": cases
|
| 126 |
+
} for i, cases in enumerate(predictions_final)]
|
| 127 |
+
|
| 128 |
+
historic_data = [{
|
| 129 |
+
"date": row['date'].strftime('%Y-%m-%d'),
|
| 130 |
+
"cases": int(row["numero_casos"]) if pd.notna(row["numero_casos"]) else None
|
| 131 |
+
} for _, row in df_mun.tail(52).iterrows()]
|
| 132 |
+
|
| 133 |
+
# Geração de insights (Análise de Lag)
|
| 134 |
+
lag_plot_b64, strategic_summary, tipping_points = self.generate_lag_insights(df_mun)
|
| 135 |
+
|
| 136 |
+
return {
|
| 137 |
+
"municipality_name": municipio_name,
|
| 138 |
+
"historic_data": historic_data,
|
| 139 |
+
"predicted_data": predicted_data,
|
| 140 |
+
"insights": {
|
| 141 |
+
"lag_analysis_plot_base64": lag_plot_b64,
|
| 142 |
+
"strategic_summary": strategic_summary,
|
| 143 |
+
"tipping_points": tipping_points
|
| 144 |
+
}
|
| 145 |
+
}
|
| 146 |
+
|
| 147 |
+
def generate_lag_insights(self, df_mun):
|
| 148 |
+
# Renomeia as colunas para a análise e para os gráficos
|
| 149 |
+
df_analysis = df_mun.rename(columns={"T2M": "Temperatura Média (°C)", "PRECTOTCORR": "Precipitação (mm)"})
|
| 150 |
+
max_lag = 12
|
| 151 |
+
cases_col_name = 'numero_casos'
|
| 152 |
+
lag_features = ['Temperatura Média (°C)', 'Precipitação (mm)']
|
| 153 |
+
lag_correlations = {}
|
| 154 |
+
|
| 155 |
+
# Calcula a correlação para cada feature com diferentes defasagens (lags)
|
| 156 |
+
for col in lag_features:
|
| 157 |
+
# Garante que a coluna existe antes de tentar usá-la
|
| 158 |
+
if col in df_analysis.columns:
|
| 159 |
+
corrs = [df_analysis[cases_col_name].corr(df_analysis[col].shift(lag)) for lag in range(1, max_lag + 1)]
|
| 160 |
+
lag_correlations[col] = corrs
|
| 161 |
+
|
| 162 |
+
# Cria a figura para o gráfico
|
| 163 |
+
fig, ax = plt.subplots(figsize=(10, 6), facecolor='#18181b')
|
| 164 |
+
ax.set_facecolor('#18181b')
|
| 165 |
+
|
| 166 |
+
# Plota as correlações
|
| 167 |
+
for feature_name, corrs in lag_correlations.items():
|
| 168 |
+
ax.plot(range(1, max_lag + 1), corrs, marker='o', linestyle='-', label=feature_name)
|
| 169 |
+
|
| 170 |
+
# Estiliza o gráfico
|
| 171 |
+
ax.set_title('Análise de Defasagem (Lag)', color='white')
|
| 172 |
+
ax.set_xlabel('Defasagem (Semanas)', color='white')
|
| 173 |
+
ax.set_ylabel('Correlação com Casos', color='white')
|
| 174 |
+
ax.tick_params(colors='white')
|
| 175 |
+
ax.legend(facecolor='#27272a', edgecolor='gray', labelcolor='white')
|
| 176 |
+
ax.grid(True, which='both', linestyle='--', linewidth=0.5, color='#444')
|
| 177 |
+
|
| 178 |
+
# Converte o gráfico para base64 para enviar na resposta da API
|
| 179 |
+
lag_plot_b64 = self.plot_to_base64(fig)
|
| 180 |
+
|
| 181 |
+
# Encontra o pico de correlação para cada feature
|
| 182 |
+
lag_peaks = {
|
| 183 |
+
feature: (np.argmax(np.abs(corrs)) + 1) if corrs and not all(pd.isna(corrs)) else 'N/A'
|
| 184 |
+
for feature, corrs in lag_correlations.items()
|
| 185 |
+
}
|
| 186 |
+
temp_lag = lag_peaks.get('Temperatura Média (°C)', 'N/A')
|
| 187 |
+
rain_lag = lag_peaks.get('Precipitação (mm)', 'N/A')
|
| 188 |
+
|
| 189 |
+
# Cria um resumo estratégico
|
| 190 |
+
summary = (
|
| 191 |
+
f"A IA identifica a **Temperatura** e a **Precipitação** como os principais gatilhos climáticos. "
|
| 192 |
+
f"O impacto da temperatura tende a ser máximo após **{temp_lag} semanas**, enquanto o da chuva ocorre após **{rain_lag} semanas**. "
|
| 193 |
+
"Ações preventivas devem ser intensificadas nesta janela após eventos climáticos extremos."
|
| 194 |
+
)
|
| 195 |
+
|
| 196 |
+
# Cria os pontos-chave (tipping points)
|
| 197 |
+
tipping_points = [
|
| 198 |
+
{"factor": "Temperatura", "value": f"Impacto máximo em {temp_lag} semanas"},
|
| 199 |
+
{"factor": "Precipitação", "value": f"Impacto máximo em {rain_lag} semanas"},
|
| 200 |
+
{"factor": "Umidade", "value": "Aumenta a sobrevida do mosquito adulto"},
|
| 201 |
+
]
|
| 202 |
+
|
| 203 |
+
return lag_plot_b64, summary, tipping_points
|
api/requirements.txt
ADDED
|
@@ -0,0 +1,16 @@
|
|
|
|
|
|
|
|
|
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|
|
|
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|
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|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| 1 |
+
fastapi==0.115.12
|
| 2 |
+
uvicorn==0.34.0
|
| 3 |
+
pillow==11.1.0
|
| 4 |
+
opencv-python-headless
|
| 5 |
+
numpy==2.1.1
|
| 6 |
+
ultralytics==8.3.105
|
| 7 |
+
torch==2.6.0
|
| 8 |
+
python-multipart
|
| 9 |
+
joblib==1.5.1
|
| 10 |
+
pandas==2.2.3
|
| 11 |
+
matplotlib==3.10.3
|
| 12 |
+
tensorflow==2.20.0
|
| 13 |
+
epiweeks==2.3.0
|
| 14 |
+
scikit-learn==1.6.1
|
| 15 |
+
fastparquet
|
| 16 |
+
huggingface_hub
|