Resumo Veículos aéreos não tripulados (VANT) leves tornaram-se uma alternativa de baixo custo para estudos que dependem de Sensoriamento Remoto aéreo com alta frequência temporal em pequenas áreas. Dispositivos de varredura a LASER são amplamente utilizados para aquisição rápida de dados tridimensionais, principalmente como uma fonte de dados complementar ao levantamento fotogramétrico. Estudos recentes utilizando sistemas de varredura a LASER embarcados em VANT para aplicações de inventário florestal e mapeamento apresentaram resultados positivos. Este trabalho descreve o desenvolvimento e avaliação de uma plataforma de mapeamento de baixo custo composto por um scanner Ibeo LUX, uma antena GNSS, um Sistema de Navegação Inercial Novatel SPAN-IGM-S1, que integra um receptor GNSS e uma Unidade de Medida Inercial, um computador portátil Raspberry Pi e um octóptero. O sistema foi avaliado para o modo aéreo usando um octocóptero desenvolvido pela empresa Sensormap. A densidade de pontos resultante em área com concentração de árvores também foi avaliada. A densidade de pontos obtida com este sistema é menor que a coletada por um sistema de varredura aérea LASER convencional, mas os resultados mostram que a precisão altimétrica com este sistema é de cerca de 30 cm, que é aceitável para aplicações florestais. As maiores vantagens deste sistema são o baixo peso e baixo custo que o torna atraente para várias aplicações.

Abstract Lightweight Unmanned Aerial Vehicles (UAVs) have become a cost effective alternative for studies which use aerial Remote Sensing with high temporal frequency requirements for small areas. Laser scanner devices are widely used for rapid tridimensional data acquisition, mainly as a complementary data source to photogrammetric surveying. Recent studies using laser scanner systems onboard UAVs for forestry inventory and mapping applications have presented encouraging results. This work describes the development and accuracy assessment of a low cost mapping platform composed by an Ibeo Lux scanner, a GNSS (Global Navigation Satellite System) antenna, an Inertial Navigation System Novatel Span-IGM-S1, integrating a GNSS receiver and an IMU (Inertial Measurement Unit), a Raspberry PI portable computer and an octopter UAV. The system was assessed in aerial mode using an UAV octopter developed by SensorMap Company. The resulting point density in a plot with trees concentration was also evaluated. The point density of this device is lower than conventional Airborne Laser Systems but the results showed that altimetric accuracy with this system is around 30 cm, which is acceptable for forest applications. The main advantages of this system are their low weight and low cost, which make it attractive for several applications.

Resumo: Este trabalho apresenta uma avaliação experimental de alvos fotogramétricos e técnicas de localização subpixel em imagens com baixo contraste como as adquiridas por câmaras hiperespectrais de quadro. Oito padrões de alvos com diferentes formas, fundos e tamanhos foram testados. O objetivo foi identificar um padrão distinguível ótimo para ser usado como ponto de controle em levantamentos aéreos hiperespectrais em pequenas áreas com escassez de feições identificáveis, como em áreas rurais. Três técnicas automáticas para extrair o centro do alvo foram comparadas: centroide ponderado, template matching e intersecção de linha. Para avaliação, imagens hiperespectrais dos alvos foram coletadas em um campo de calibração terrestre 3D. Imagens RGB também foram capturadas para referência e comparação. Alguns experimentos foram conduzidos para avaliar a acurácia sub-pixel. Ajustamento em bloco foi usado nos experimentos, e distâncias verticais e horizontais foram diretamente medidas no campo para verificação. Um experimento com levantamento aéreo também foi realizado para empregar o alvo ótimo. As análises de resíduos e discrepâncias indicaram que um alvo circular foi o melhor indicado para o apoio de campo, considerando as condições em que o alvo é formado por um mínimo de pixels na imagem.

Abstract: This paper presents an experimental assessment of photogrammetric targets and subpixel location techniques to be used with low contrast images such as images acquired by hyperspectral frame cameras. Eight different target patterns of varying shape, background, and size were tested. The aim was to identify an optimum distinctive pattern to serve as control point in aerial surveys of small areas using hyperspectral cameras when natural points are difficult to find in suitable areas. Three automatic techniques to identify the target point of interest were compared, which were weighted centroid, template matching, and line intersection. For assessment, hyperspectral images of the set of targets were collected in an outdoor 3D terrestrial calibration field. RGB images were also acquired for reference and comparison. Experiments were conducted to assess the accuracy at the sub-pixel level. Bundle adjustment with several images was used, and vertical and horizontal distances were directly measured in the field for verification. An experiment with aerial flight was also performed to validate the chosen target. The analysis of residuals and discrepancies indicated that a circular target is best suited as the ground control in aerial surveys, considering the condition in which the target appears with few pixels in the image.

Resumo: Técnicas de Sensoriamento Remoto, como a espectroscopia de campo fornecem informações mais detalhadas das características espectrais das plantas permitindo um melhor acompanhamento da cultura. O objetivo deste trabalho é analisar a influência do ângulo de visada na estimativa da Função de Distribuição de Reflectância Bidirecional (FDRB) no caso da cana-de-açúcar. Nesse sentido, foram avaliadas as variações decorrentes da mudança no ângulo de visada e conforme a região do espectro eletromagnético. O estudo da variação das curvas espectrais permite auxiliar o desenvolvimento de algoritmos para correção da FDRB em imagens de sensoriamento remoto. Portanto, as medições espectrais em ângulos no nadir e fora do nadir foram consideradas nos experimentos. O fator de anisotropia e o índice de anisotropia foram determinados com o objetivo de avaliar a variabilidade do BRDF nos dados espectrais da cana-de-açúcar. Aplicou-se o modelo de correção da FDRB de Walthall para reduzir os efeitos da FDRB nas curvas espectrais. Os resultados obtidos demonstraram que as assinaturas espectrais apresentaram forma similar variando principalmente a magnitude. O fator de anisotropia evidenciou um comportamento similar em todos os comprimentos de onda, assim como na análise visual das curvas espectrais da cana-de-açúcar, apresentando principalmente variação na intensidade nos diferentes ângulos de visada. Utilizando modelos como o de Walthall é possível reduzir o efeito da FRDB nas curvas espectrais aproximando as curvas para o nadir. Portanto, os efeitos da FRDB que ocorrem nos dados de sensoriamento remoto da vegetação podem ser minimizados pelo modelo. Esta conclusão contribui para o desenvolvimento de algoritmos adequados para produzir mosaicos calibrados radiometricamente a partir de imagens de sensoriamento remoto adquiridas por plataformas aéreas.

Abstract: Remote Sensing techniques, such as field spectroscopy provide information with a large level of detail about spectral characteristics of plants enabling the monitoring of crops. The aim of this study is to analyze the influence of viewing angle in estimating the Bidirectional Reflectance Distribution Function (BRDF) for the case of sugarcane. The study on the variation of the spectral reflectance profile can help the improvement of algorithms for correction of BRDF in remote sensing images. Therefore, spectral measurements acquired on nadir and different off-nadir view angle directions were considered in the experiments. Change both anisotropy factor and anisotropy index was determined in order to evaluate the BRDF variability in the spectral data of sugarcane. BRDF correction was applied using the Walthall model, thus reducing the BRDF effects. From the results obtained in the experiments, the spectral signatures showed a similar spectral pattern varying mainly in intensity. The anisotropy factor which showed a similar pattern in all wavelengths. The visual analysis of the spectral reflectance profile of sugarcane showed variation mainly in intensity at different angles. The use of Walthall model reduced the BRDF effects and brought the spectral reflectance profiles acquired on different viewing geometry close to nadir viewing. Therefore, BRDF effects on remote sensing data of vegetation cover can be minimized by applying this model. This conclusion contributes to developing suitable algorithms to produce radiometrically calibrated mosaics with remote sensing images taken by aerial platforms.

Resumo: Sombras estão presentes na maior parte das imagens aéreas e terrestres, e elas podem ser úteis para estimação da posição do Sol, ou para medir os tamanhos de objetos. Por outro lado, elas representam um problema em processamentos tais como detecção/reconhecimento de objetos, correspondência entre imagens, etc., pois podem ser confundidas com objetos escuros e mudar as propriedades radiométricas da imagem. Neste trabalho esse problema foi tratado em imagens aéreas e terrestres. Utilizou-se um filtro para encontrar áreas com baixas intensidades. Para as imagens terrestres, foram analisadas propriedades da razão do espectro das imagens para refinar a detecção, e os resultados foram avaliados por meio de um conjunto de dados contendo a verdade de campo. Para o caso aéreo as detecções são validadas dependendo da componente da matiz dos pixels. Esse estágio leva em consideração que em sombras profundas a maior parte dos pixels possuem comprimentos de onda na região do azul e violeta por conta de um efeito de espalhamento atmosférico.

Abstract: Shadows exist in almost all aerial and outdoor images, and they can be useful for estimating Sun position estimation or measuring object size. On the other hand, they represent a problem in processes such as object detection/recognition, image matching, etc., because they may be confused with dark objects and change the image radiometric properties. We address this problem on aerial and outdoor color images in this work. We use a filter to find low intensities as a first step. For outdoor color images, we analyze spectrum ratio properties to refine the detection, and the results are assessed with a dataset containing ground truth. For the aerial case we validate the detections depending of the hue component of pixels. This stage takes into account that, in deep shadows, most pixels have blue or violet wavelengths because of an atmospheric scattering effect.

Resumo:As câmaras com objetiva olho de peixe permitem aumentar o campo de visada da câmara, e consequentemente é amplamente empregada na robótica. O uso desse tipo de câmara em aplicações de alta acurácia na Fotogrametria a curta distância, exige a sua calibração. O objetivo principal é calibrar a câmara Fuji Finepix S3pro com a lente olho de peixe Bower-Samyang 8mm usando modelos matemático rigorosos. Modelos matemáticos baseados nas projeções perspectiva, estereográfica, equidistante, ortogonal e do ângulo equi-sólido foram implementados e usados nos experimentos. As lentes olho de peixe são geralmente fabricadas seguindo um dos quatro últimos modelos, e a lente Bower-Samyang 8 mm é baseada na projeção estereográfica. Os modelos matemáticos foram usados em conjunto com os modelos de distorções radial simétrica, descentrada e de afinidade. Experimentos foram realizados para verificar o conjunto de parâmetros de orientação interior adequado para descrever a geometria interna da câmara. O modelo matemático de colinearidade, baseado na projeção perspectiva, apresentou o resultado menos acurado. As lentes olho de peixe não são fabricadas conforme a projeção perspectiva, o que justifica esse resultado. Os resultados obtidos com as projeções estereográfica, equidistante, ortogonal e do ângulo equi-sólido não apresentam diferenças significativas, embora a lente olho de peixe Bower-Samyang tenha sido construída conforme a projeção estereográfica. Verificou-se também uma baixa correlação entre os parâmetros de orientação interior e exterior para a lente Bower-Samyang

Abstract:Fisheye lens cameras enable to increase the Field of View (FOV), and consequently they have been largely used in several applications like robotics. The use of this type of cameras in close-range Photogrammetry for high accuracy applications, requires rigorous calibration. The main aim of this work is to present the calibration results of a Fuji Finepix S3PRO camera with Samyang 8mm fisheye lens using rigorous mathematical models. Mathematical models based on Perspective, Stereo-graphic, Equi-distant, Orthogonal and Equi-solid-angle projections were implemented and used in the experiments. The fisheye lenses are generally designed following one of the last four models, and Bower-Samyang 8mm lens is based on Stereo-graphic projection. These models were used in combination with symmetric radial, decentering and affinity distortion models. Experiments were performed to verify which set of IOPs (Interior Orientation Parameters) presented better results to describe the camera inner geometry. Collinearity mathematical model, which is based on perspective projection, presented the less accurate results, which was expected because fisheye lenses are not designed following the perspective projection. Stereo-graphic, Equi-distant, Orthogonal and Equi-solid-angle projections presented similar results even considering that Bower-Samyang fisheye lens was built based on Stereo-graphic projection. The experimental results also demonstrated a small correlation between IOPs and EOPs (Exterior Orientation Parameters) for Bower-Samyang lens.

Os recursos de automação têm facilitado a utilização da Fotogrametria Digital em várias aplicações. Um processo complexo e crítico em Fotogrametria, a calibração de câmaras, pode ser realizado automaticamente, existindo programas comerciais com essa capacidade. Dentre os métodos de calibração, destaca-se o método de calibração de campo, usando conjunto de pontos bidimensionais ou tridimensionais. Alguns programas comerciais utilizam um modelo de campo bidimensional (Placa 2D) que possibilita o reconhecimento automático de alvos, como por exemplo, o PhotoModeler. Entretanto, o campo de calibração tridimensional pode ser mais adequado para algumas aplicações, como por exemplo, para a modelagem tridimensional de objetos. No intuito de avaliar a influência nos parâmetros de orientação interior decorrente do uso de campos 2D ou 3D, foram realizadas 3 calibrações, utilizando 2 campos 2D e 1 campo 3D, as quais foram processadas em programas comercial e científico (PhotoModeler e Calibração com Múltiplas Câmaras). A forma de análise dos resultados consistiu em uma análise comparativa entre as calibrações, pelo estudo de influência dos Parâmetros de Orientação Interior (POI) na reconstrução de coordenadas de alvos sinalizados em um tripleto de imagens. Foram simuladas duas situações distintas (orientação exterior direta e indireta) e por fim, verificou-se o impacto dos POI nas coordenadas no plano e fora deste plano. A calibração com campo 3D, se comparada à calibração com o campo 2D, permitiu redução de correlação entre a distância focal e a coordenada Z do centro perspectivo (Z0). Verificou-se esse resultado na orientação direta e indireta. Observou-se, também, que o método de calibração 3D leva a melhores resultados no cálculo das coordenadas do tripleto de imagens para os alvos fora do plano.

Automation resources have been used in Digital Photogrammetry in various applications. A complex and critical process in Photogrammetry, the camera calibration, can be performed automatically. Among the methods for camera calibration, field calibration using a set of two-dimensional or three-dimensional points can be mentioned. Some commercial software uses a 2D plotted sheet, which allows the automatic recognition of targets, such as Photomodeler. However, the three-dimensional calibration field can be more suitable for certain applications, for example, three-dimensional object modeling. Thus, it is relevant to assess the effects of the interior orientation parameters, resulting from the use of these techniques, in particularly to correlation between parameters. For this purpose, three calibrations trials were performed using three different test fields (two 2D fields and one 3D field), processed in commercial and scientific software's (Photomodeler and Calibração com Múltiplas Câmaras).The results were analyzed by comparing calibrations, assessing the influence of the interior orientation parameters in the reconstruction of targets coordinate in an image triplet. Two different situations (direct and indirect exterior orientation) were simulated and it was verified the impact of the interior orientation parameters in the in-plane and out-of-plane coordinates. The calibration with 3D field, compared to 2D field, reduced the correlation between the focal length and the Z coordinate of the perspective center, showing better results for the correlation between parameters in both orientations (direct and indirect). It was also observed better results when using 3D calibration field for the calculation of out-of-plan targets coordinates.

Informações de controle terrestre são fundamentais para as aplicações fotogramétricas. Independentemente do tipo de controle utilizado, um passo interativo é ainda exigido para determinar as coordenadas imagem de pontos de apoio. Esta abordagem propõe uma técnica automática para orientar e ortorretificar imagens terrestres de pontos de apoio. As ortoimagens podem ser utilizadas como cenas de controle em algoritmos de correspondência para orientar imagens aéreas ou orbitais. O método emprega um alvo de controle acoplado a um receptor Global Navigation Satellite System (GNSS) para o levantamento de pontos de apoio. Imagens dos pontos são coletadas em posição nadiral e em diferentes alturas com uma câmara panorâmica. Um modelo multiescala é gerado e orientado usando pontos de enlace e os cantos do alvo como pontos de apoio. As coordenadas 3D destes pontos de enlace são determinadas automaticamente por intersecção de raios. Um Modelo Digital de Terreno (MDT) local é produzido para ortorretificar a área com centro no ponto de apoio. Experimentos foram realizados em pequenas áreas com variações em altitude. As coordenadas geradas automaticamente foram comparadas com amostras coletadas por medições topográficas, e os resultados demonstraram que as áreas foram reconstruídas com erro médio quadrático inferior a 2 cm em altimetria, o que é compatível com a aplicação proposta de geração de cenas de controle.

Ground control information is essential for photogrammetric applications. No matter the type of control, a manual interactive step is still required to locate image coordinates of Ground Control Points (GCPs). This approach proposes an automatic technique to orientate terrestrial images of GCPs and to generate ortho-images. These ortho-images can be used as control scenes in matching algorithms to orientate aerial and orbital images. The method uses a control target attached to the Global Navigation Satellite System (GNSS) receiver while a GCP is surveyed. GCP images are collected in nadir view and at different heights. A multi-scale model is generated and oriented using tie points and the target as control. The tie point coordinates are automatically determined by intersection of rays. A local Digital Terrain Model (DTM) is produced to orthorectify the area with centre at the GCP. Experiments were performed using small areas with elevation variations. The estimated 3D coordinates were compared to corresponding samples collected by topographic measurements, and the results showed a root mean square errors less than 2 cm in Z coordinate for the reconstructed areas, which is compatible with the target applications.

Este trabalho apresenta uma proposta para a automatização do processo de calibração de câmaras usando a localização e medição de pontos em alvos codificados, com precisão subpixel, o que contribui para minimizar os erros de localização, independente da orientação da câmara e da escala da imagem. Para alcançar este objetivo foram analisados os alvos codificados mais relevantes na literatura, sendo escolhido o padrão ARUCO, devido à sua flexibilidade, capacidade para representar até 1.024 alvos diferentes e disponibilidade de código fonte, implementado com a biblioteca OpenCV, que garante simplicidade de implementação e alta confiabilidade. Após a geração dos alvos com o padrão ARUCO, foram criados os painéis usados para a aquisição das imagens empregadas na calibração da câmara. O programa desenvolvido foi usado para localizar os alvos nas imagens e extrair automaticamente as coordenadas dos quatro cantos, com precisão subpixel. Os experimentos realizados mostraram que a maioria dos alvos foi identificada corretamente. Os resultados do experimento com a calibração de uma câmara de baixo custo mostraram que o processo funciona e que a precisão das medidas dos cantos atinge o nível subpixel.

This paper presents a proposal for the automation of the camera calibration process, locating and measuring image points in coded targets with sub-pixel precision. This automatic technique helps minimize localization errors, regardless of camera orientation and image scale. To develop this technique, several types of coded targets were analyzed and the ARUCO type was chosen due to its simplicity, ability to represent up to 1024 different targets and availability of source code implemented with the OpenCV library. ARUCO targets were generated and two calibration sheets were assembled to be used for the acquisition of images for camera calibration. The developed software can locate targets in the acquired images and it automatically extracts the coordinates of the four corners with sub- pixel accuracy. Experiments were conducted with real data showing that the targets are correctly identified unless excessive noise or fragmentation occurs mainly in the outer target square. The results with the calibration of a low cost camera showed that the process works and that the measurement accuracy of the corners achieves sub-pixel precision.

A utilização de imagens ópticas para a geração de Modelos Digitais de Superfície (MDSs) é explorada há muitos anos e os resultados dependem, além das características do projeto (resolução das imagens, tamanho da área de sobreposição entre as imagens, etc), das técnicas de correspondência de imagens aplicadas e da capacidade computacional para o processamento das imagens. Os pontos gerados com erros no processo de correspondência influenciam diretamente a qualidade dos produtos obtidos e, consequentemente, aumentam a necessidade da etapa onerosa de edição. O objetivo deste trabalho é a avaliação da técnica de geração de MDSs utilizando a correspondência simultânea entre múltiplas imagens pelo método de busca em linhas verticais (Vertical Line Locus-VLL). Nos experimentos foram utilizadas seis imagens da área urbana de Presidente Prudente-SP, com elemento de resolução aproximado de 7cm. Para análise da qualidade foram gerados MDSs de uma pequena área contendo áreas homogêneas, padrão repetitivo, objetos em movimento incluindo sombras e árvores grandes. O MDS obtido foi comparado com dados de varredura a LASER (Light Amplification by Simulated Emission of Radiation) e com o MDS gerado pelo software Leica Photogrammetric Suite (LPS). Os resultados mostraram a compatibilidade da qualidade entre os modelos gerados pela técnica implementada e os dados de referência.

The efficient generation of digital surface model (DSM) from optical images has been explored for many years and the results are dependent on the project characteristics (image resolution, size of overlap between images, among others), of the image matching techniques and the computer capabilities for the image processing. The points generated from image matching have a direct impact on the quality of the DSM and, consequently, influence the need for the costly step of edition. This work aims at assessing experimentally a technique for DSM generation by matching of multiple images (two or more) simultaneously using the vertical line locus method (VLL). The experiments were performed with six images of the urban area of Presidente Prudente/SP, with a ground sample distance (GSD) of approximately 7cm. DSMs of a small area with homogeneous texture, repetitive pattern, moving objects including shadows and trees were generated to assess the quality of the developed procedure. This obtained DSM was compared to cloud points acquired by LASER (Light Amplification by Simulated Emission of Radiation) scanning as wells as with a DSM generated by Leica Photogrammetric Suite (LPS) software. The accomplished results showed that the MDS generated by the implemented technique has a geometric quality compatible with the reference models.

Variações do valor de brilho de alvos da superfície podem ocorrer no registro realizado por sensores imageadores. A variação desses valores de brilho que ocorrem em função da distância do pixel ao centro da imagem é conhecida como efeito vinhete e sua correção tem como objetivo oferecer um ajuste de brilho homogêneo na imagem. A proposta deste trabalho é apresentar uma metodologia para determinar um modelo de minimização desse efeito vinhete com base numa função ajustada pelo método dos mínimos quadrados, a partir dos valores de brilho de sombras. Uma das hipóteses adotadas é de que as variações de brilho registrados em pixels de sombra sejam adequadas para representar os efeitos do vinhete. Considerando que o efeito vinhete possa ser modelado como uma tendência de variação espacial dos valores de brilho da imagem foi realizada a análise de superfície de tendência de um conjunto de pixels amostrados em regiões de sombras. Foram adotadas duas abordagens para representar os valores de sombras que foram processados. A primeira, baseada nos componentes R, G e B da imagem colorida; e a segunda estratégia, do componente I da imagem HSI. A fim de avaliar a metodologia realizou-se um estudo de caso com uma imagem aérea colorida. Os experimentos mostraram que o melhor resultado foi obtido pela aplicação do modelo nas componentes RGB, permitindo concluir que o efeito vinhete pode ser modelado com base em superfícies de tendência ajustadas aos valores RGB das sombras.

When registering spectral radiance from surface targets, digital numbers recorded by the imagery sensor may vary. Such variation causes imperfections on the images coming from aerial surveys. Variation in the image brightness related to the distance from the center of the image is known as the vignetting effect. Correcting this effect aims at achieving an homogeneous image brightness. The purpose of this paper is to present a specific methodology to determine a model in order to minimize this vignette effect based on a model fit by Least Squares Method (LSM), using digital numbers (DN) from shadowed regions. The main hypothesis is that the recorded DN of shadow pixels should be suitable to model the vignetting effect. Considering that the vignetting effect could be modeled as a trend of spatial image variation, a trend surface analysis of a sample of pixels from shadowed regions was carried out. Two approaches were adopted to represent the shadow regions of an image. The first one takes into account the components R, G, B of the aerial image within the visible spectral band, and the second one considers the component I of the HSI image. In order to evaluate the methodology, a study case with a color aerial image was carried out. The findings showed that the best results were obtained by applying the model in the RGB components, which allows to conclude that the vignetting effect can be modeled based on trend surfaces fit on shadow regions DN.

Sensores de posição e orientação podem ser adquiridos e integrados com um custo relativamente baixo para aplicações em mapeamento. A utilização de câmaras digitais de pequeno e médio formato em sistemas de aquisição de imagens aéreas, proporciona vantagens sobre sistemas fotogramétricos convencionais, como: redução de custo, dimensões e peso. Este trabalho teve como objetivo a implementação e avaliação de hardware e software para permitir o sincronismo entre receptores GPS e câmaras digitais de modo a fornecer diretamente as coordenadas do centro perspectivo. O sincronismo foi realizado com o uso do sistema operacional Linux, juntamente com o software NTP, responsável por sincronizar o relógio do computador com uma referência de tempo externa. A validação foi realizada comparando-se diretamente os instantes registrados pelo sistema comercial SPAN-CPT e a técnica proposta neste trabalho. Além disto, os Centros Perspectivos (CPs) determinados pelas técnicas implementadas foram usados em experimentos com fototriangulação de um bloco de imagens, possibilitando a análise de discrepâncias nos pontos de verificação. O resultado do sincronismo apresentou discrepâncias da ordem de 0,15 m em relação ao sistema comercial, implicando na determinação das coordenadas dos CPs com qualidade compatível com a aplicação da técnica desenvolvida em projetos de mapeamento.

Currently, position and orientation sensors can be acquired and integrated with affordable costs for mapping applications. In this context, small and medium format digital cameras can be included as a part of aerial image acquisition system with advantages when compared to conventional photogrammetric systems, due to its low cost, size, weight and handling ease. This work aims at the implementation and experimental assessment of hardware and software components for synchronization of a GPS receiver and a digital camera to directly measure and provide the perspective center coordinates. Synchronization was based on Linux operational system, and NTP software, used to synchronize computer time with an external reference time. The validation of the implemented system was perfomed by comparing directly the events recorded in a commercial navigation system (SPAN-CPT) and from the proposed technique. Furthermore, the PC coordinates determined by these techniques were used in an aerial triangulation, enabling the analysis of discrepancies in the checkpoints. The result of the synchronization showed discrepancies rounding 0.15 m with respect to the commercial system, resulting in the determination of the PC coordinates with quality compatible with its application in mapping projects.

Atualmente, o imageamento orbital é uma das principais técnicas de coleta de informações geoespaciais. Embora os sistemas orbitais sejam equipados com sensores de orientação direta (GNSS, giroscópios, sensores de estrelas, dentre outros), nem sempre as imagens corrigidas a partir dos dados (efemérides e atitude) provenientes destes sensores apresentam a acurácia requerida para certas aplicações. Uma das alternativas para solucionar este problema é a orientação dessas imagens considerando as informações de órbita (efemérides e atitude) com o uso adicional de pontos de apoio. O objetivo principal deste trabalho consiste em avaliar experimentalmente o modelo de colinearidade com dados orbitais no processo de orientação de imagens CBERS-2B. Este modelo foi implementado no programa TMS (Triangulação MultiSsensor), seguindo a abordagem de triangulação multissensor. Foram realizados experimentos com imagens do nível 1 (com apenas correção radiométrica) coletadas pelos sensores CCD e HRC. Nos casos estudados verificou-se que a utilização das informações de órbita possibilita a orientação de imagens CBERS-2B com um número reduzido de pontos de apoio.

Nowadays, orbital imaging is one of the main techniques for collecting geospatial information. Orbital imaging systems are equipped with direct orientation sensors. However, the images corrected using the orientation data (ephemeris and attitude) provided by these sensors are not always suitable for applications that require high metric accuracy. An alternative to this problem is the orientation of these images using orbital information (ephemeris and attitude) with ground control points. The aim of this work is to experimentally assess the collinearity model with orbital data in the CBERS-2B images orientation process. The model was implemented in the in-house developed software TMS (Triangulation with Multiple Sensors), considering the multissensor triangulation approach. Experiments with CCD and HRC level 1 images (with only radiometric correction) were accomplished. The results showed the importance of using orbital data in the orientation process, providing solution with few ground control points.

A utilização de imagens adquiridas por sensores CCDs de médio formato, em plataformas aéreas, é uma alternativa para a redução de custos de projetos de aerolevantamento. Porém, a utilização de sensores que captem somente a banda do visível (RGB) restringe algumas aplicações, tornando-se relevante integrar um sensor adicional que capte o infravermelho próximo (IR). No mercado há várias soluções para a aquisição simultânea de várias bandas espectrais. Uma alternativa que possibilita uma redução nos custos de integração é coletar as bandas RGB com uma câmara e a infravermelha com uma segunda câmara. É necessário, então, registrar as imagens, o que implica em determinar um conjunto de pontos ou feições correspondentes, calcular uma função de mapeamento polinomial e reamostrar uma das imagens. Um dos problemas mais críticos é a determinação de correspondência entre as imagens, devido às diferenças radiométricas entre as imagens. Neste trabalho são utilizadas técnicas de detecção de pontos de interesse e é proposta uma função de correspondência usando as diferenças nas magnitudes e direções dos gradientes de intensidade entre as imagens RGB e IR. Foram realizados vários experimentos com a técnica proposta, indicando que é possível utilizar esta técnica obtendo-se erros residuais inferiores a 1,5 pixel.

Using images acquired by medium format CCD sensors from aerial platforms is an alternative to reduce costs of aerial surveying projects. However, using sensors that capture only the visible band (RGB) it restricts some applications, making the integration of an additional sensor that captures the near infrared (IR) important. There are several commercial solutions for the simultaneous acquisition of multiple spectral bands. A cost effective alternative is the integration of a RGB camera to a second one, to capture the infrared band. It is necessary, then, to register the images, which involve the determination of a set of corresponding points or features, to calculate a polynomial mapping function and to resample one of the images. One of the most critical problems is the determination of corresponding points between the images due to differences in the images radiometry. Some techniques for locating interest points and a correlation function using the differences in magnitudes and directions of the gray levels gradients RGB and IR images, are proposed in this paper. Several experiments using this technique were conducted, indicating that it is possible to use it, achieving residual errors less than 1.5 pixel.