Scielo RSS <![CDATA[Boletim de Ciências Geodésicas]]> http://www.scielo.br/rss.php?pid=1982-217020180002&lang=en vol. 24 num. 2 lang. en <![CDATA[SciELO Logo]]> http://www.scielo.br/img/en/fbpelogp.gif http://www.scielo.br <![CDATA[DESIGN OF GEODETIC NETWORKS BASED ON OUTLIER IDENTIFICATIONCRITERIA: AN EXAMPLE APPLIED TO THE LEVELING NETWORK]]> http://www.scielo.br/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S1982-21702018000200152&lng=en&nrm=iso&tlng=en Abstract: We present a numerical simulation method for designing geodetic networks. The quality criterion considered is based on the power of the test of data snooping testing procedure. This criterion expresses the probability of the data snooping to identify correctly an outlier. In general, the power of the test is defined theoretically. However, with the advent of the fast computers and large data storage systems, it can be estimated using numerical simulation. Here, the number of experiments in which the data snooping procedure identifies the outlier correctly is counted using Monte Carlos simulations. If the network configuration does not meet the reliability criterion at some part, then it can be improved by adding required observation to the surveying plan. The method does not use real observations. Thus, it depends on the geometrical configuration of the network; the uncertainty of the observations; and the size of outlier. The proposed method is demonstrated by practical application of one simulated leveling network. Results showed the needs of five additional observations between adjacent stations. The addition of these new observations improved the internal reliability of approximately 18%. Therefore, the final designed network must be able to identify and resist against the undetectable outliers - according to the probability levels.<hr/>Resumo: Nós apresentamos um método de simulação numérica para planejamento de redes geodésicas. O critério de qualidade considerado é baseado no poder do teste do procedimento estatístico data snooping. Esse critério expressa a probabilidade do procedimento data snooping de identificar corretamente um outlier. Em geral, o valor do poder do teste é sempre desconhecido na prática (definido na teoria). Porém, com o advento de computadores mais rápidos e sistemas de armazenamento de dados de maior capacidade, o poder do teste pode ser estimado por meio de simulações numéricas. O número de experimentos que o procedimento data snooping identifica corretamente um outlier é quantificado por meio do método Monte Carlo de simulação. Se a configuração inicial da rede não atender o critério de confiabilidade, então uma nova observação é adicionada no projeto da rede. O método não faz uso de observações reais coletadas em campo, dependendo apenas da configuração geométrica da rede, das incertezas das observações e da magnitude dos outliers. A eficiência do método é verificada por meio de um exemplo numérico de uma rede de nivelamento geométrico simulada. Os resultados mostraram a necessidade de cinco observações adicionais entre os pontos adjacentes. A adição destas novas observações melhorou a confiabilidade interna da rede de aproximadamente 18%. Portanto, a rede é projetada de modo que seja capaz de identificar outliers e ainda resistir a outilers não identificados nas observações - de acordo com os níveis de probabilidade. <![CDATA[MEASURING PHOTOGRAMMETRIC CONTROL TARGETS IN LOW CONTRAST IMAGES]]> http://www.scielo.br/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S1982-21702018000200171&lng=en&nrm=iso&tlng=en 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.<hr/>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. <![CDATA[DRIVER PREFERENCE CONCERNING IN-CAR ROUTE GUIDANCE AND NAVIGATION SYSTEM MAPS FOR DRIVERS WITH COLOR VISION DEFICIENCY]]> http://www.scielo.br/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S1982-21702018000200186&lng=en&nrm=iso&tlng=en Abstract: In-car Route Guidance and Navigation Systems (RGNS) are used to help drivers navigate. These maps have mainly been designed to accommodate drivers with normal color vision. However, the color perception of people with normal color vision differs from that of people with color vision deficiency. When navigating, understanding certain kinds of information presented by RGNS maps can be a more complex task for colorblind drivers and traffic safety may be impacted negatively. An important aspect related to the graphic design of RGNS maps is the use of a good combination of colors to improve map legibility. Cartographic representations with good legibility aid drivers in comprehending information and making appropriate decisions during driving tasks. This paper evaluates driver preference for RGNS maps designed for drivers with color vision deficiency. A total of 14 subjects participated in an experiment performed in a parked car. Maps were designed to accommodate red-blinds and green-blinds by using a color simulator and principles of perceptual grouping and figure-ground segregation. Based on the results, we conclude that the map grouping symbols representing car and direction arrows in blue segregated from the route in black was more acceptable to drivers compared to other combinations. It is recommended that RGNS should offer a specific graphic design to support drivers with color vision deficiency in navigating.<hr/>Resumo: Os mapas de Sistema de Navegação e Guia de Rota em Automóvel (SINGRA) são utilizados ​​para auxiliar os motoristas em suas tarefas de navegação. Esses mapas têm sido projetados e produzidos para acomodar, principalmente, motoristas com visão normal de cores. No entanto, a percepção de cor entre pessoas com visão normal de cores e pessoas com deficiência na visão de cores é diferente. Ao navegar, entender certos tipos de informações apresentadas pelos mapas de SINGRA pode ser uma tarefa ainda mais complexa para motoristas com deficiência na visão de cores e a segurança do tráfego pode ser impactada negativamente. Um importante aspecto relacionado ao projeto cartográfico para SINGRA é a utilização de uma boa combinação de cores para melhorar a legibilidade do mapa. Representações cartográficas com boa legibilidade auxiliam os motoristas a compreender facilmente as informações e tomar decisões apropriadas durante as tarefas de navegação. Este artigo avalia a preferência de motoristas por mapas de SINGRA projetados para usuários com deficiência na visão de cores. Um total de 14 indivíduos participaram de um experimento realizado em um carro estacionado em via urbana. Os mapas foram projetados para acomodar pessoas com cegueira no vermelho e no verde, a partir do uso de um simulador de visão de cores e princípios de agrupamento perceptual e segregação de figura-fundo. Com base nos resultados, conclui-se que o mapa com agrupamento perceptual por cor entre os símbolos que representam o automóvel e a seta de direção em azul segregado da rota em preto foi mais aceito pelos condutores em comparação com as demais combinações. O SINGRA deveria oferecer projetos gráficos específicos para auxiliar motoristas com deficiência na visão de cores em suas tarefas de navegação. <![CDATA[SOIL SPECTRAL MAPPING AND ITS CORRELATION WITH THE TRADITIONAL METHODOLOGY]]> http://www.scielo.br/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S1982-21702018000200202&lng=en&nrm=iso&tlng=en Abstract: The use of remote sensing is increasing in agriculture and this raises questions about its efficiency over other usual methods. Thus, the purposes of this study were to compare methodologies for soil mapping, using field samplings and spectral data (from laboratory and from a simulated Landsat-TM), and to estimate their correlation. The soil samples were collected in a wetland with a great variety of soil classes. The distribution of soil classes in the maps was based on independence analysis by the Chi-square. Ten soil classes were determined in the study area, 6 in the first category level. The map of laboratory spectral data showed low correlation with conventional data. The map of spectral data that simulated wavelenghts corresponding the spectral bands of Landsat-TM sensor showed the same behavior of the previous map, with lower correlation with the conventional data. Thus, we verified that the mapping of paddy soils with spectral data shows low correlation with conventional data, however, still rather positive.<hr/>Resumo: A utilização do sensoriamento remoto cresce cada vez mais na agricultura e isso promove questionamentos sobre sua eficiência em relação aos demais métodos usuais. Assim, o objetivo deste estudo foi comparar metodologias de mapeamento de solos, usando amostras de campo e dados espectrais (de laboratório e de uma simulação Landsat-TM) para estimar esta correlação. As amostras de solo utilizadas foram coletadas em região de várzea com grande variedade pedológica. A distribuição das classes de solo nos mapas foi baseada em análise de independência por Qui-quadrado. Foram determinadas 10 classes de solos na área de estudo, sendo seis no primeiro nível categórico. O mapa de solos com dados espectrais de laboratório apresentou baixa correlação com os dados convencionais. O mapa de dados espectrais, simulando os comprimentos de onda correspondentes às bandas do sensor Landsat-TM demonstrou distribuição semelhante ao mapa anterior, com menor correlação ao método convencional. Assim, verifica-se que o mapeamento de solos de várzea com os dados espectrais mostra baixa correlação com os dados convencionais, porém, ainda assim estatisticamente significativo. <![CDATA[LAND USE AND LAND COVER MAPPING IN DETAILED SCALE: A CASE STUDY IN SANTA ROSA DE LIMA-SC]]> http://www.scielo.br/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S1982-21702018000200217&lng=en&nrm=iso&tlng=en Abstract: It is challenging to reconcile large scale data with the dynamic characteristics present in land use. Such dynamism requires data with a high repetition of sampling. An alternative is the integration of data of high spatial resolution and low temporal resolution, with that of high temporal resolution and low spatial resolution. The aim addressed in this article is related to the integration of aerial photographs and temporal series for land use and land cover mapping in high detail scale. We conducted a case study in Santa Rosa de Lima-SC. The main data used was the aerial survey that overlaid the state of Santa Catarina, executed in 2010/2011. The interpretation key included typical elements of photointerpretation (color, texture, size, shape), aiming to classify the land use and land cover classes. The mapping evaluation resulted in 75.6% global accuracy, ranging from 54% (Grassland and Wetlands) to 96% (Water Bodies and Rocks). Such results are considered satisfactory. The integration of high-resolution images with high temporal resolution data has enabled the discrimination between classes that present great difficulties of separability. Such discrimination is essential in the territorial management processes of Encosta da Serra and the municipality of Santa Rosa de Lima.<hr/>Resumo: É um desafio compatibilizar dados em grandes escalas com as características de dinamismo presentes no uso da terra. Tal dinamismo requer dados com alta repetição de amostragem. Uma alternativa é a integração de dados de alta resolução espacial e baixa resolução temporal, com aqueles de alta resolução temporal e baixa resolução espacial. O objetivo deste artigo consiste em integrar fotografias aéreas com séries temporais de índices de vegetação para o mapeamento de cobertura e uso da terra em escala de grande detalhe. Foi conduzido um estudo de caso em Santa Rosa de Lima-SC. O principal insumo utilizado foi o aerolevantamento que recobriu o Estado de Santa Catarina, realizado em 2010/2011. A chave de interpretação levou em consideração elementos típicos de fotointerpretação (cor, textura, tamanho, forma) e interpretação das séries temporais dos índices de vegetação, visando classificar os tipos de cobertura e uso da terra. A avaliação do mapeamento resultou em 75,6% de exatidão global, variando de 54% (Pastagens e Áreas Úmidas) a 96% (Corpos d`água e Afloramento Rochoso). Tais resultados são considerados satisfatórios. A integração de imagens de alta resolução espacial com dados de alta resolução temporal possibilitou a discriminação entre classes que apresentam grandes dificuldades de separabilidade. Tais discriminações são essenciais nos processos de gestão territorial da Encosta da Serra e do município de Santa Rosa de Lima. <![CDATA[APPLICATION OF CALIBRATION CERTIFICATE OF DIGITAL LEVELING SYSTEMS IN THE MONITORING OF STRUCTURES: A CASE STUDY AT THE GOVERNADOR JOSÉ RICHA HYDROELECTRIC POWER PLANT - PR]]> http://www.scielo.br/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S1982-21702018000200235&lng=en&nrm=iso&tlng=en Abstract: The monitoring of the vertical behavior of benchmarks installed in the dam crest of the Governador José Richa hydroelectric power plant (UHGJR) has been performed by the first-order differential leveling method with the use of digital leveling systems which are composed of a digital level and a invar barcode rod. By default, the scales of these instruments are the same, but over time both can change, degrading the observations. In the past, the simultaneous calibration of these systems was not considered in the determination of UHGJR settlements, however, after the development of the first calibration system of digital leveling systems in Brazil, it was possible to investigate the equipment performance as well as to determine a scale factor to be applied to correct the level readings. The results achieved are the systems calibration used in the monitoring of the UHGJR and the calibration certificate application in leveled sections in November 2016. The maximum correction applied to the elevation differences was of the order of nine tenths of millimeters, result attributed to the region observed in the rod, since the deviations obtained in the calibration vary according to the reading position at the rod.<hr/>Resumo: O monitoramento do comportamento vertical de referências de nível instaladas na crista da barragem da Usina Hidrelétrica Governador José Richa (UHGJR) tem sido realizado através do método de nivelamento geométrico de primeira ordem, onde são utilizados sistemas de nivelamento digitais, compostos por um nível digital e uma mira de ínvar gravada em código de barras. Por construção, as escalas destes equipamentos são iguais, porém com o passar do tempo ambos podem mudar, degradando as observações. Até o momento, a calibração simultânea destes equipamentos não era considerada na determinação dos recalques observados na UHGJR, contudo, após o desenvolvimento do primeiro sistema de calibração de sistemas de nivelamento digitais do Brasil, foi possível investigar o desempenho dos equipamentos, bem como determinar o fator de escala a ser aplicado para corrigir as leituras do nível. Como resultados, apresentam-se a calibração dos sistemas utilizados no monitoramento da UHGJR e a aplicação do certificado de calibração nas seções niveladas em novembro de 2016. A máxima correção aplicada nos desníveis foi da ordem de nove décimos de milímetros, resultado atribuído a região observada na mira, pois os desvios obtidos na calibração variam de acordo com a posição de leitura na mira. <![CDATA[PALSAR-2/ALOS-2 AND OLI/LANDSAT-8 DATA INTEGRATION FOR LAND USE AND LAND COVER MAPPING IN NORTHERN BRAZILIAN AMAZON]]> http://www.scielo.br/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S1982-21702018000200250&lng=en&nrm=iso&tlng=en Abstract: In northern Brazilian Amazon, the crops, savannahs and rainforests form a complex landscape where land use and land cover (LULC) mapping is difficult. Here, data from the Operational Land Imager (OLI)/Landsat-8 and Phased Array type L-band Synthetic Aperture Radar (PALSAR-2)/ALOS-2 were combined for mapping 17 LULC classes using Random Forest (RF) during the dry season. The potential thematic accuracy of each dataset was assessed and compared with results of the hybrid classification from both datasets. The results showed that the combination of PALSAR-2 HH/HV amplitudes with the reflectance of the six OLI bands produced an overall accuracy of 83% and a Kappa of 0.81, which represented an improvement of 6% in relation to the RF classification derived solely from OLI data. The RF models using OLI multispectral metrics performed better than RF models using PALSAR-2 L-band dual polarization attributes. However, the major contribution of PALSAR-2 in the savannahs was to discriminate low biomass classes such as savannah grassland and wooded savannah.<hr/>Resumo:Na porção norte da Amazônia brasileira, as savanas, florestas estacionais e terras agropecuárias formam uma paisagem complexa, onde o mapeamento de uso e cobertura da terra é uma tarefa desafiadora. Nesse trabalho, dados Landsat-8/OLI e ALOS-2/PALSAR-2 foram combinados para mapeamento de 17 classes de uso e cobertura da terra usando o algoritmo Random Forest. O potencial de cada conjunto de dados foi analisado separadamente e em comparação ao modelo híbrido. Os resultados mostraram que o modelo híbrido com as polarizações PALSAR-2 HH/HV e seis bandas de reflectância do OLI produziu os melhores resultados, com acurácia global de 83% e Kappa de 0,81. Isto representou um aumento de 6% em relação à classificação das bandas do OLI somente. Os modelos usando os dados ópticos produziram resultados melhores do que os do SAR. Entretanto, a maior contribuição do PALSAR-2 foi melhorar a discriminação de classes de savana com menor biomassa, como os campos limpos e campos cerrados. <![CDATA[POINT CLOUD GENERATION FROM GAUSSIAN DECOMPOSITION OF THE WAVEFORM LASER SIGNAL WITH GENETIC ALGORITHMS]]> http://www.scielo.br/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S1982-21702018000200270&lng=en&nrm=iso&tlng=en Abstract: Recent developments in LIDAR technology lead to the availability of the waveform systems, which capture and digitize the whole return of the emitted LASER pulse. As many objects may cause multiple returns in the same echo, one task is to detect and separate different echoes within the same digitized measurement. In this paper the results of a study aimed at LASER signal waveform decomposition using genetic algorithms are introduced. The proposed method is based on the Gaussian decomposition approach and analyzes each digitized return to compute one or more points. Initially, the number of peaks contained in the waveform is determined by a simple peak detection method, with a local maximum point algorithm. When more than one peak is detected, genetic algorithms are applied to estimate the amplitude, time and standard deviation of each peak within the digitized signal. With this methodology it was possible to increase the number of points by approximately 17 % compared to the point cloud obtained using commercial software. The best results were obtained in areas with high vegetation, and thus the methodology can be applied to the generation of denser points cloud in forest areas.<hr/>Resumo: Avanços na tecnologia LIDAR proporcionaram o desenvolvimento de sistemas que digitalizam completamente o sinal de retorno do pulso LASER emitido. Quando o pulso atinge parcialmente diferentes alvos, múltiplos retornos podem ser determinados dependendo da metodologia utilizada para a detecção dos picos contidos no sinal de retorno. Neste estudo apresentamos os resultados obtidos através da decomposição Gaussiana da waveform do sinal LASER em metodologia que emprega algoritmos genéticos para a determinação dos retornos. Inicialmente a quantidade de picos contidos na waveform é determinada com o método de simples detecção de picos através de algoritmo com ponto de máximo local. Quando mais de um pico é detectado, o processamento é realizado com algoritmos genéticos e são estimados os valores dos parâmetros de amplitude, tempo e desvio padrão. Com esta metodologia foi possível aumentar a quantidade de pontos em aproximadamente 17 % em comparação com a nuvem de pontos gerada em um software comercial. Os melhores resultados foram obtidos em áreas com vegetação alta, comprovando que a metodologia pode ser aplicada para a geração de nuvens de pontos mais densas em áreas de florestas.