Resumo em Português:

Este artigo apresenta um método que realiza a classificação automática dos pontos amostrados por um sistema de varredura a LASER aerotransportado (SVLA). Nesse método são utilizados os autovalores da matriz de variâncias e covariâncias (MVC). Para o cálculo da MVC considera-se uma vizinhança no entorno do ponto de interesse, a qual é determinada com base no conceito de entropia. A classificação é executada comparando os autovalores calculados, referentes a cada ponto e sua vizinhança, com os autovalores das estruturas ou classes predefinidas. Como medida de similaridade utiliza-se a distância euclidiana no espaço dos autovalores e, com o intuito de eliminar os pontos ambíguos, incorporou-se ao método o fator de não ambiguidade (FNA). Para avaliação do método proposto e implementado, utilizou-se um conjunto de dados LASER referente ao município de Presidente Prudente/SP, cuja densidade aproximada é de 8 pontos/m2. Os resultados mostram que mesmo diante da complexidade dos ambientes reais, algumas estruturas foram bem definidas. Com a incorporação do FNA foi possível identificar e eliminar pontos com alta probabilidade de pertencer a duas classes (pontos ambíguos), geralmente amostrados sobre vegetações, regiões com pequena densidade de pontos, próximos das regiões de bordas e sobre linhas de transmissão próximas as edificações. Por meio da avaliação quantitativa verificou-se que a incorporação do FNA ao método de classificação possibilitou diminuir a quantidade de pontos incorretamente classificados, principalmente para os maiores objetos. Além disso, foi possível verificar que o uso do FNA é interessante para áreas de vegetação, uma vez que grande parte dos pontos ambíguos são identificados.

Resumo em Inglês:

The aim of this paper is to present a method that automatic performs the classification of 3D points sampled by an airborne LASER scanning system. In this method the eigenvalues of the variance and covariance matrix (MVC) computed for a neighborhood around the points of interest are used to discriminate the predefined classes or structures. This neighborhood is dynamically obtained by using the concept of entropy and the classification is performed by comparing the estimated eigenvalues, relative to each point and its neighborhood, with the eigenvalues of the predefined structures or classes. To compute the similarity, the Euclidean distance in the eigenvalues space was considered and in order to eliminate the ambiguous points the non ambiguity factor (FNA) was incorporated. The evaluation of the proposed and implemented method was realized using a set of LASER data from the city of Presidente Prudente/SP, with an average density of 8 points/m2. The results showed that even with the complexity of real environments, some structures were well defined and can be identified. With the incorporation of FNA it was possible to identify and eliminate points with a high probability of belonging to two (or more) classes (ambiguous points), generally sampled over vegetation, regions with low density points, close to regions of edges and on transmission lines near the buildings. It was also observed that the incorporation of FNA allowed to decrease the number of points incorrectly classified, mainly for big objects. Additionally, it was also possible to verify that the use of FNA is interesting for vegetation areas, since great part of ambiguous points are identified.

Resumo em Português:

Atualmente o GNSS possui o GPS e GLONASS operacionais, o que possibilita a integração destes sistemas no posicionamento geodésico. A integração de dados GPS/GLONASS fornece melhor geometria e maior confiabilidade na estimativa dos parâmetros envolvidos. Ao aplicar a integração no posicionamento é necessário realizar a compatibilização do sistema de tempo e também do Sistema Geodésico de Referência no caso da utilização de órbitas transmitidas. Em termos de posicionamento geodésico especial atenção tem sido dada ultimamente para o método PPP, o qual requer um único receptor no nível de usuário, órbitas e correções precisas de relógios dos satélites, além da modelagem matemática que permita corrigir os diversos efeitos envolvidos com a propagação dos sinais GNSS e efeitos geodinâmicos que afetam a estação. Neste artigo apresentam-se os modelos matemáticos do ajustamento no modo PPP com integração de dados GPS/GLONASS, além da análise de acurácia posicional envolvendo dados coletados por receptores em estações brasileiras. Os processamentos de dados foram realizados a partir do software GPSPPP do NRCAN com soluções diárias e a geração de série temporal anual. As análises foram realizadas em termos de Erro Médio Quadrático diário e foram observadas melhorias de até 25% na estimativa da posição ao aplicar os dados GPS/GLONASS no PPP ao invés de somente dados GPS.

Resumo em Inglês:

Currently GNSS has GPS and GLONASS operating, which enables the integration of these systems in geodetic positioning. The integration of GPS/GLONASS data provides better geometry and greater reliability in the estimation of the involved parameters. By applying the integration in the positioning it is necessary to perform the compatibility of the time system and also of the Geodetic Reference System, in case of applying broadcasted orbits. In terms of geodetic positioning special attention has been given nowadays for the PPP method that requires a single receiver at the user level, precise orbit and clock corrections for satellites, as well as mathematical modeling capable to correct for several effects involved in the GNSS signals propagation and the geodynamic effects in the station. In this paper it will be presented the adjustment mathematical model for PPP with integration of GPS/GLONASS data, as well as analysis of positional accuracy involving data collected by receivers in Brazilian stations. The data processing was carried out by using the GPSPPP NRCan software considering daily solutions with generation of annual time series. Analyses were performed in terms of daily Root Mean Square and improvements were observed reaching up to 25% in the position estimation when applying GPS/GLONASS in the PPP instead of only GPS data

Resumo em Português:

Os Modelos Globais do Geopotencial (MGGs), em especial os oriundos da missão GOCE, associados a Modelos Digitais de Altitude (MDAs) com resoluções cada vez melhores, têm possibilitado novas alternativas para a obtenção de altitudes com significado físico. Neste trabalho, propõe-se a realização de um sistema local de altitudes, em uma área onde o Sistema Geodésico Brasileiro (SGB) é deficiente, e vinculá-lo a um Sistema Vertical de Referência Global (SVRG) e ao SGB. Os MGGs foram validados utilizando Referências de Nível associadas com posicionamento GPS. Para modelar o erro de omissão dos MGGs, foi utilizada a técnica Residual Terrain Model (RTM). Os números geopotenciais foram obtidos com a resolução simplificada do Problema do Valor de Contorno da Geodésia (PVCG) na forma fixada. A área de estudos é o Estado do Amapá, que utiliza o Datum Vertical Brasileiro de Santana (DVB-S), e para validação dos MGGs foram utilizadas estações do Estado do Pará, vinculadas ao Datum Vertical Brasileiro de Imbituba (DVB-I). Como resultados, obteve-se números geopotenciais e altitudes físicas consistentes. Na validação dos modelos, o RTM não teve influência significativa. Utilizando o MGG do GOCE, GO_CONS_SPW_R4, obteve-se que o segmento da rede vinculado ao DVB-S está 1,30m acima do segmento vinculado ao DVB-I.

Resumo em Inglês:

Global Geopotential Models (GGMs), specially those provided by GOCE mission, associated with Digital Elevation Models (DEMs) with increasingly higher resolutions, has enable new alternatives for obtaining physical heights. The purpose of this work is the realization of a local height system, in a region with poor data from the Brazilian Geodetic System (BGS), and link it to a Global Vertical Reference System (GVRS). The GGMs were validated using GPS/leveling stations. The omission error of GGMs was modeled by using the Residual Terrain Model (RTM) technique. The geopotential numbers were obtained through a simplified solution of the Geodetic Boundary Value Problem (GBVP) in a fixed approach. The study area is the Amapá state, whose altitudes are linked with the Brazilian Vertical Datum of Santana (BVD-S), and for validation of GGMs some stations linked to Brazilian Vertical Datum of Imbituba (BVD-I) in the state of Pará were also used. As a result, geopotential numbers and heights with physical meaning were obtained. In the validation of the models, RTM technique had no significant influence. With the GGM from GOCE, GO_CONS_SPW_R4, it was obtained that the network linked to BVD-S is 1,30m above the network linked to BVD-I.

Resumo em Português:

O Equador e em geral os demais países da América do Sul, não dispõem de uma referência única para as altitudes. Cada país tem o Datum Vertical (DV) associado a uma superfície de nível obtida dos registros de um ou vários marégrafos. A relação entre os diferentes data verticais locais é condicionada, idealmente, pelas variações espaço-temporais da superfície do oceano. O conhecimento das discrepâncias entre data verticais é um elemento fundamental na realização de um Sistema Vertical de Referência (SVR) com características globais (SVRG) que permita a determinação de altitudes físicas e contribua ao monitoramento de parâmetros físicos do Sistema Terra. O pressente estudo do SVR equatoriano (SVRE) é apresentado em termos de tipo de altitude, consistência com Modelos Globais de Geopotencial (MGGs) e a sua relação com um SVRG. Também, explorou-se a técnica da modelagem residual do terreno com propósito de complementar a informação espectral da alta frequência nos MGGs, os Modelos Digitais de Elevação (MDE) empregados foram o Global Multi-Resolution Topography (GMRT) e o ETOPO1 - Global Relief Model. Como uma solução alternativa, uma abordagem oceanográfica baseada no modelo MSS CLS011 e o modelo GOCONS-TIM-R5 foi utilizada para estimativa da Sea Surface Topography (SSTop) no marégrafo fundamental do Equador.

Resumo em Inglês:

Ecuador, like all the South American countries, currently does not have a single Vertical Reference System (VRS). Each country has the Vertical Datum (VD) associated with a level surface obtained from one or more tide gauges records. Moreover, these references were defined in different epochs. The relationship between the different Local Vertical Frames (LVFs) is conditioned, ideally, for the temporal variations of the ocean surface. The LVFs offset is a key element to achieving a Global VRS (GVRS), which allows the determination of physical heights and contribute to the monitoring of physical parameters of the Earth System. In this article, we present a study of the Ecuadorian VRS (EVRS) in terms of height type, consistency with Global Geopotencial Models (GGMs) and its relationship with a GVRS. In addition, the Residual Terrain Modeling (RTM) technique was explored to complement the high-frequency spectral information in GGMs; the used Digital Elevation Models (DEM) were the Global Multi-Resolution Topography (GMRT) and the ETOPO1 - Global Relief Model. An alternative approach based on the oceanographic model MSS CLS011 and the model GOCONS-TIM-R5 was used for the estimation of the Sea Surface Topography (SSTop) in the fundamental tide gauge in Ecuador.

Resumo em Português:

Este trabalho visa avaliar o desempenho dos sistemas GLONASS (Global'naya Navigatsionnay Sputnikovaya Sistema), GPS (Global Positioning System) e o uso combinado de ambos sistemas em diferentes latitudes, utilizando o serviço de Posicionamento por Ponto Preciso CSRS-PPP. Para isso foram selecionadas 16 estações da rede IGS (International GNSS Service), das quais foram utilizados os dados GNSS no formato RINEX do mês de agosto de 2014 e editados no TEQC (Translation, Editing, and Quality Check), obtendo arquivos com intervalos de 30 e 45 minutos, contendo apenas dados GPS, dados GLONASS e dados dos dois sistemas. As coordenadas estimadas no CSRS-PPP foram comparadas com as coordenadas de referência obtidas no sítio do ITRF (International Terrestrial Reference Frame), possibilitando o cálculo da acurácia do PPP com uso de dados GPS e GLONASS, separadamente e em conjunto. Após o cálculo das acurácias para cada dia de agosto, outliers foram detectados e eliminados utilizando o método boxplot com o uso do programa R. Verificou-se que o uso combinado do GPS e GLONASS, para todos as estações, proporcionou resultados mais acurados. Além disso, pode-se destacar a potencialidade do GLONASS, que apresentou desempenho superior ao do GPS na maioria das estações.

Resumo em Inglês:

The aim of this paper is to analyse the performance of the GLONASS (Global'naya Navigatsionnay Sputnikovaya Sistema), GPS (Global Positioning System) and the combined use of both systems at different latitudes, by using the service Precise Point Positioning CSRS-PPP. For this purpose, 16 stations from the IGS (International GNSS Service) network were selected, from which were used the GNSS data in RINEX format of August 2014 and edited by using TEQC (Translation, Editing and Quality Check) to obtain files with intervals of 30 and 45 minutes, which only contain GPS data, GLONASS data and both systems data. The estimated coordinates in CSRS-PPP were compared with the reference coordinates obtained from the site of ITRF (International Terrestrial Reference Frame), enabling the accuracy calculation of the PPP by using GPS and GLONASS data, separated and combined. After the accuracies calculation for each day of august, outliers were detected and discarded by using boxplot method with the R software. It was found that GPS and GLONASS when used jointly, for all the stations, have enabled more accurate results. In addition, one may noticed the GLONASS potentiality, which presented superior performance when compared to GPS in most stations.

Resumo em Português:

O Brasil é um dos países que mais sofrem os efeitos provocados pela ionosfera, principalmente os oriundos da Anomalia de Ionização Equatorial, irregularidades ionosféricas e cintilação dos sinais GNSS (Global Navigation Satellite System). Várias estratégias podem ser utilizadas para minimizar os efeitos, tais como: modelos ionosféricos, arquivos IONEX ou a combinação linear ion-free. Em se tratando do monitoramento da ionosfera a situação é diferente. A quantidade de instrumentos dedicados ao estudo da camada ionosférica é reduzida no âmbito brasileiro. Neste contexto foi desenvolvido o programa científico denominado Ion_Index, com objetivo de estimar indicadores dos níveis de irregularidades da ionosfera e de cintilação dos sinais GNSS em tempo real ou pós-processado, utilizando a infraestrutura já existente de dados GNSS de redes ativas públicas, como a RBMC, a GNSS-SP e a CALIBRA, transformando assim estações GNSS em estações monitoras da camada ionosférica. Dessa forma é proporcionado um aumento na resolução espacial das informações sobre o comportamento da ionosfera na região brasileira, permitindo um melhor entendimento e contribuindo para o desenvolvimento ou aprimoramento de modelos de mitigação. Experimentos utilizando dados de ionossondas digitais e de receptores PolaRxS-PRO da Septentrio (fontes externas) comprovam a eficiência do programa

Resumo em Inglês:

Brazil is one of the countries that suffer more the effects of the ionosphere, especially those from the Equatorial Ionization Anomaly, ionospheric irregularities and scintillation of GNSS (Global Navigation Satellite System) signals. Several strategies can be used to minimize the effects, such as: ionospheric models, IONEX files or ion-free linear combination. In the case of monitoring of the ionosphere the situation is different. The amount of instruments dedicated to the study of ionospheric layer is reduced in the Brazilian region. In this context it developed a scientific program, namely Ion_Index, in order to estimate indicators of levels of ionospheric irregularities and scintillation of GNSS signals in real time or post-processed using the existing infrastructure of GNSS data public active networks, as the RBMC, GNSS-SP and CALIBRA, thus transforming GNSS stations in monitoring stations of the ionospheric layer. This way it is provided an increase in the spatial resolution of the information on the ionosphere behavior in the Brazilian region, allowing a better understanding and contributing to the development or enhancement of mitigation models. Experiments using digital ionosondes and PolaRxS-PRO Septentrio receivers data (external sources) prove the efficiency of the program.

Resumo em Português:

O uso do sensoriamento remoto voltado para a determinação de amostras de campo é de grande valia para estudos ambientais, uma vez que as imagens de satélite apresentam atributos capazes de avaliar a variabilidade espectral da superfície da água considerando uma área extensa. Desse modo, a abordagem deste trabalho objetiva definir um método de seleção estratificada de amostras baseada na variabilidade de imagens no espectro do visível e infravermelho oriundos do sensor Landsat-8/OLI. O método conta com a utilização de dados raster que representam o desvio padrão de uma série temporal de imagens Landsat-8/OLI e em seguida a definição automática de pontos de campo apoiada na técnica de amostragem estratificada aleatória. A escolha da imagem que deu origem a seleção dos pontos foi baseada na componente de maior variabilidade espectral por meio da técnica de Principal Componente. Como resultado foram obtidos vinte pontos representativos de um total de seis classes espectralmente semelhantes.

Resumo em Inglês:

The use of remote sensing focused on the determination of field samples is of great value to environmental studies, since the satellite images have attributes able to assess the spectral variability of water surface considering a wide area. Thus, this approach aims to define a stratified working method of selecting samples based on images variability in the visible and infrared wavelengths derived from Landsat-8 / OLI sensor. The method relies on the use of raster data representing the standard deviation of a time series of images Landsat-8 / OLI and then the automatic setting field points supported by the stratified random sampling. The choice of the image that yielded the selection of the samples was based on the greatest spectral variation component by means of Principal Component technique. As a result were obtained twenty representative points of a total of six spectrally similar classes created by using a Geographic Information System.

Resumo em Português:

Construções antrópicas feitas com estrutura demasiadamente delicada, tais como monumentos, são frequentemente acometidas por constantes mudanças, e devido ao impacto de fatores externos (prolongadas precipitações e tremores de terras) são deformados na forma de movimento de massas. Geralmente, este fenômeno provoca fluência de geotêxteis ao longo do tempo e, algumas vezes, como resultado da constante e rápida perda de estabilidade do solo é drasticamente danificado por erosões. Este fenômeno causa uma exclusão temporária do objeto. Para proteção desses objetos devem ser tomadas medidas preventivas baseadas em monitoramento de estruturas que devem ser realizados sob a influência de fatores ambientais. O processo de deformação de monumentos é similar às características levantadas pela teoria de Terzagie. O emprego de tecnologias de levantamentos propicia o estudo periódico dessas influências. A definição da área de estudo e da tecnologia empregada em termos de acurácia e precisão podem, efetivamente, ajudar nas análises de deformações em processos decisivos para proteção de monumentos. Este trabalho apresenta os resultados obtidos pelo monitoramento do monumento Wanda, onde foram realizadas 11 séries de medidas topográficas. O emprego de técnicas de levantamentos e de softwares específicos permite a determinação do grau de deformação e uma prevenção de mudanças periódicas, bem como, identificar anomalias na região de monitoramento

Resumo em Inglês:

Mounds, as anthropogenic constructions of a very delicate structure, are subdued to constant changes, which, due to the impact of external factors (prolonged precipitation, tremors) are subdued to deformations in the form of mass movements. These phenomena usually have the character of mild soil creep in time and sometimes, as a result of rapid loss of stability, they are seriously damaged by landslide. This phenomenon causes temporary exclusion of the object from use. In the framework of the protection of these objects, the maintenance was carried out within the preventive measures referring to the construction and surveying monitoring of the geometry changes in time, as a result of phenomena taking place in the ground medium under the influence of environmental factors causing strains. The process of the deformation of mounds is similar to the characteristic, according to the Terzagie's theory. The application of surveying technologies of high precision allows the monitoring of changes in their geometry in time. The properly defined study area and the proper selection of measurement technology in the aspect of the accuracy of the prediction of changes, can efficiently help in defining the scale of deformations in the decisive process referring to the way of efficient protection of barrows. The article presents the results of point monitoring carried out with surveying technologies within 11 measurement series carried out on the selected measurement base of the Wanda Mound. The use of measurement technologies of integrated and specialist software, allows complex assessment of the degree of deformation and the trends of these changes in time, as well as identifying anomaly zones in the framework of the landslide monitoring.

Resumo em Português:

A técnica de Colocação tem sido bastante aplicada em Geodésia para estimação do campo da gravidade da Terra em ambos os aspectos, isto é, localmente e globalmente. Particularmente, este é o método geodésico padrão usado para combinar todos os dados disponíveis para se obter uma estimativa integrada de qualquer anomalia potencial T. A principal característica do método é a definição da função covariância dos dados. Diversas funções covariância tem sido propostas na literatura, juntamente, com o software relacionado. Neste trabalho, um novo método para determinar funções covariância é proposto. O problema de ajustamento da covariância é reduzido para um problema de otimização em programação linear e solucionado pelo método conhecido como Simplex. O método proposto foi implementado em linguagem de programação FORTRAN95 e foi testado com dados simulados e reais. Os resultados obtidos mostraram que o método proposto é uma potente ferramenta para estimação de modelos da função covariância e pode ser empregado em técnicas de Colocação

Resumo em Inglês:

Collocation has been widely applied in geodesy for estimating the gravity field of the Earth both locally and globally. Particularly, this is the standard geodetic method used to combine all the available data to get an integrated estimate of any functional of the anomalous potential T. The key point of the method is the definition of proper covariance functions of the data. Covariance function models have been proposed by many authors together with the related software. In this paper a new method for finding suitable covariance models has been devised. The covariance fitting problem is reduced to an optimization problem in Linear Programming and solved by using the Simplex Method. The procedure has been implemented in a FORTRAN95 software and has been tested on simulated and real data sets. These first tests proved that the proposed method is a reliable tool for estimating proper covariance function models to be used in the collocation procedure

Resumo em Português:

A adoção de um ponto de vista não ortogonal na construção dos mapas implica em mudanças no processo construtivo da simbologia para que a comunicação cartográfica seja possível. Não existem princípios gerais para projetos cartográficos 3D e equívocos no processo de construção destes mapas podem restringir ou até mesmo impossibilitar a comunicação cartográfica adequada das feições representadas e suas relações espaciais. Além disso, as tecnologias de criação de imagens permitem soluções visuais bastante complexas e atrativas, mas o problema de uma simbologia adequada é agravado pela falta de conhecimento de como os usuários reagem à perspectiva da representação e às diferenças perceptivas em relação ao mapa topográfico convencional. Por isso existe a necessidade de adaptação das representações cartográficas para o ambiente 3D. Esta pesquisa propõe a avaliação da variável tamanho em algumas feições específicas em um mapa 3D e avalia a influência destas na percepção de usuários especialistas. Para alcançar este objetivo, a pesquisa apresenta uma metodologia de teste que combina técnicas qualitativas e quantitativas para mensurar o grau de sucesso da proposição. Os resultados apontam diferentes graus de percepção das variáveis visuais no processo de diferenciação de pontos de referência.

Resumo em Inglês:

The adoption of a not orthogonal point of view in maps creation implies changes in the symbology design to make possible the cartographic communication. There are no general principles for 3D maps and misconceptions in the construction process of these maps may restrict or even impair the proper communication of cartographic features, and their spatial relationships represented. In addition, graphic design technologies allow quite complex and compelling visual solutions, but the problem of proper symbology is compounded by lack of knowledge of how users react to the perspective representation and perceptual differences from conventional topographic map. Therefore, there is a need to adapt the cartographic representations to the 3D environment. This research proposes the evaluation of the visual variable size in some specific features on a 3D map and assesses its influence on the perception of expert users. To accomplish this, the research presents a test methodology that combines qualitative and quantitative techniques to measure the degree of success of the proposition. The results show different degrees of perception of visual variables in the visual differentiation process of landmarks

Resumo em Português:

Nesse trabalho é apresentada uma metodologia para a detecção automática de nuvem e sombra de nuvem em imagens de sensores que atuam na faixa do visível e do infravermelho próximo. O trabalho visa à detecção em imagens do sensor AWFI que estará a bordo do satélite AMAZONIA-1. O método de detecção de nuvem baseia-se na aplicação de três filtros. Valores de NDVI, WI e HOT, calculados a partir das reflectâncias das bandas espectrais, são usados na detecção. A detecção de sombra de nuvem é feita a partir da integração das máscaras de pixeis escuros e água com a imagem resultante da diferença entre a cena a ser classificada e uma referência da mesma região, idealmente sem nuvens e bem registrada. Na inexistência de imagens AWFI, visto que o satélite se encontra em fase de construção, os testes foram conduzidos com imagens LANDSAT-5 TM. A acurácia média da classificação de nuvem foi de 88.70% e da classificação de sombra de nuvem de 75.03%. A acurácia global da classificação mostrou que mais de 90% dos pixeis das imagens problemáticas selecionadas para o teste foram classificados corretamente como nuvem, não nuvem, sombra e não sombra

Resumo em Inglês:

This paper presents an automatic method to detect cloud and cloud shadow in remote sensing images that works in visible and near infrared spectrum. The aim of the paper is the detection in AWFI images of the AMAZONIA-1 satellite. The cloud detection is based on applying three filters. The reflectance of spectral bands is used to compute the NDVI, WI and HOT values used by classifier. The cloud shadow detection is done by integration of dark pixels and water masks with the image resulting from difference between the scene to be classified and a reference of the same region, ideally free cloud and perfectly registered. In the absence of AWFI images, since the AMAZONIA-1 satellite is still in construction phase, the tests have been done with LANDSAT-5 TM images. The mean accuracy of cloud detection is 88.70% and of cloud shadow detection is 75.03%. The global accuracy of classification has shown that over 90% of the pixels have been classified correctly as cloud, no cloud, no shade and shadow