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Boletim de Ciências Geodésicas, Volume: 17, Número: 2, Publicado: 2011
  • Método iterativo baseado em zonas para deslocamento de edificações utilizando Voronoi Tesselation, análise espacial e tomada de decisão multicriterio

    Basaraner, Melih

    Resumo em Português:

    Neste artigo propõe-se um metodo de deslocamento iterativo baseado na generalização de zonas, como parte da generalização contextual de edificações em mapas topograficos de média escala. O deslocamento é uma operação complicada considerando que deve ser encontrada uma relação entre vários critérios conflitantes. A necessidade para o deslocamento origina-se da incapacidade de manter as distâncias mínimas entre os objetos impostas pelos limites gráficos após o aumento dos objetos do mapa para a escala final. Também é importante manter a acurácia posicional para a esacala e propagar as mudanças aos vizinhos dos objetos preservando ao máximo sua configuração espacial. No método proposto, primieramente é decidido onde e quando iniciar o deslocamento dos edificios com base na análise espacial nas zonas generalizadas criadas pelos agrupamentos de edificações nas quadras. Em seguida, um critério relevante consiste em controlar o deslocamento. Finalmente, os candidatos ao delocamento e os vetores são analisados utilizando Voronoi Tesselation, análise espacial e múltiplos critérios combinados em cada iteração. A avaliação demonstrou que este método é efetivo para deslocamento de edificações baseado em zonas.

    Resumo em Inglês:

    An iterative displacement method working based on generalisation zones is proposed as a part of contextual building generalisation in topographic map production at medium scales. Displacement is very complicated operation since a compromise ought to be found between several conflicting criteria. Displacement requirement mainly arises from the violation of minimum distances imposed by graphic limits after the enlargement of map objects for target scale. It is also important to maintain positional accuracy within scale limits and to propagate the changes to the related neighbouring objects by preserving spatial configurations as far as possible. In the proposed method, first it is decided where and when to initiate building displacement based on spatial analysis in the generalisation zones created for building clusters in the blocks. Secondly, relevant criteria are defined to control the displacement. Finally displacement candidate and vector are decided by means of Voronoi tessellation, spatial analysis techniques and combined multiple criteria (i.e. displacement controls) in each iteration. The evaluation of the findings demonstrates that this method is largely effective in zone-based displacement of buildings.
  • Desenvolvimento de um sistema de automação de níveis digitais Artigos

    Andolfato, Silvio Henrique Dellesposte; Faggion, Pedro Luis

    Resumo em Português:

    Este trabalho apresenta o desenvolvimento de um Sistema de Automação para Níveis Digitais - SAND, composto por uma plataforma que aloja os motores de passo e os sistemas de engrenagem para realizar o monitoramento de estruturas de obras civis, em tempo real, de forma automática, ou seja, sem a necessidade de um técnico para operar o nível. Esta plataforma é controlada por uma placa microcontroladora, que permite o movimento horizontal do nível geodésico digital, sem a interferência do observador. Além disso, esta plataforma acomoda um motor que é utilizado para realizar a focalização da imagem das miras verticais que são instaladas junto ao objeto que se deseja realizar o monitoramento. Utilizando técnicas do nivelamento geométrico, o SAND realiza as leituras da mira com códigos de barra, visando à determinação dos desníveis entre os pontos de interesse e com isso determinar possíveis deslocamentos da estrutura. Os resultados obtidos e apresentados demonstram a viabilidade da aplicação da metodologia proposta.

    Resumo em Inglês:

    This paper presents the development of an Automation System for Digital Levels - SAND, consisting of a platform that houses the stepper motors and gear systems to perform the monitoring of civil structures in real time, automatically, i.e., without the need for a technician to operate the level. This platform is controlled by a microcontroller board, which allows horizontal movement of geodesic level digital, without interference from the observer. In addition, this platform accommodates an engine that is used for focusing the image of the vertical sights that are installed next to the object you want to perform the monitoring. Using leveling techniques, the SAND takes readings of sight with bar codes, to determine the gaps between the points of interest and thereby determine possible shifts in the structure. The results presented and demonstrate the feasibility of the proposed methodology.
  • Determinação de áreas de abrangência de agência bancária pelo diagrama de Voronoi com obstáculos Artigos

    Carnasciali, Ana Maria dos Santos; Delazari, Luciene Stamato; Santos, Daniel Rodrigues dos

    Resumo em Português:

    Os diagramas de Voronoi permitem a subdivisão das regiões em um conjunto de áreas de abrangência, a fim de estabelecer relações de proximidades. Vários estudos foram realizados para a determinação de áreas de abrangência com o uso dos diagramas de Voronoi. Entretanto, ainda é necessário aprofundar as investigações com o desenvolvimento de novas proposições, com vistas à determinação de áreas de abrangência que se aproximem da realidade topográfica das cidades. Para tal, é necessário que sejam considerados os obstáculos, ou seja, barreiras lineares e fechadas. De acordo com a literatura consultada, não existem pesquisas que tenham avançado nesse sentido, o que enfatiza a sua importância, sendo este tema desenvolvido nessa pesquisa descrita no presente artigo. Assim, foi realizada a implementação computacional dos diagramas de Voronoi ordinário e por potência (power Voronoi) com a consideração dos obstáculos, bem como realizadas análises espaciais a partir dos mesmos, estabelecendo-se relações de proximidade com os estabelecimentos dos bancos concorrentes. A partir dos resultados verificou-se que a inclusão das barreiras modificou sensivelmente as fronteiras dos diagramas de Voronoi e que, com o método proposto, evitam-se conclusões incorretas pelos usuários. Isso se explica pelo fato de que as áreas de abrangência determinadas com a consideração das barreiras lineares e fechadas incorporam-se à realidade topográfica das cidades.

    Resumo em Inglês:

    Voronoi diagrams allow the subdivision of a set of coverage areas in order to establish proximity relations. Several studies have been conducted to determine coverage areas by using Voronoi diagrams. However, it is still necessary to undertake further research with the development of new proposals objecting the determination of coverage areas which take into account the real topography of cities. This will require obstacles consideration, i.e., linear as well as closed barriers. According to the literature, there are no studies that have advanced in that direction, which emphasizes the importance of this research. This paper proposes to determine coverage areas by using the Voronoi diagram considering linear and closed barriers simultaneously. A computational implementation of ordinary and power Voronoi diagrams considering obstacles was performed. Spatial analyses were conducted from ordinary and power Voronoi diagrams establishing proximity relationships between competitor banks. From the results, it was found that the inclusion of barriers noticeably change the boundaries of Voronoi diagrams and that the proposed method avoids incorrect conclusions, since the coverage areas determined considering linear and closed barriers indeed approached the real topography of cities.
  • Interpolação de efemérides GPS Artigos

    Cararo, Angela Cristina; Ferreira, Luiz Danilo Damasceno

    Resumo em Português:

    Neste trabalho é aplicado o procedimento de interpolação ao caso das efemérides GPS, que são normalmente disponibilizadas em formato de tabelas, em intervalos de 5 ou 15 minutos. Algumas aplicações GPS necessitam de dados de efemérides a intervalos menores do que isto. Diversos métodos de interpolação têm sido usados para gerar posições e velocidades dos satélites GPS nos pontos intermediários das tabelas. Os métodos de interpolação abordados serão o polinomial e trigonométrico, e serão aplicados sobre as efemérides rápidas IGS, com 24 horas de dados, em intervalos de 5 minutos, contendo a posição (coordenadas x, y e z) dos satélites GPS em dois sistemas de coordenadas: geocêntrico rotacional (ou terrestre) e geocêntrico inercial. Testes para determinar o número ótimo de termos nas interpolações foram conduzidos. Os dois tipos de funções utilizadas se mostraram adequadas, mas a interpolação através de funções trigonométricas mostrou-se o método mais adequado a ser aplicado nas efemérides GPS disponibilizadas pelo IGS no formato SP3. Nesse caso o melhor desempenho do interpolador se deu com 7 termos, com as efemérides-fonte no sistema inercial. O melhor resultado para interpolação polinomial aconteceu no caso da função apresentar entre 9 e 11 termos.

    Resumo em Inglês:

    In this paper, the interpolation procedure is applied in the case of GPS ephemerides, usually available in tables, where the data is provided in 5 or 15 minutes interval. Some GPS applications need ephemerides data in less spaced intervals. Many interpolations methods have been used to generate GPS satellites position and velocity in intermediate points of the tables. The interpolation methods used in this work are the polynomial and trigonometric ones and they will be applied on the IGS rapid ephemerides, with 24 hour total data spaced each 5 minutes, containing GPS satellite positions (x, y and z coordinates) in two coordinate frames: Earth-centered fixed (ECF) and inertial frame. Tests for determining the optimum number of interpolation terms were made. Both function types applied in interpolation tests worked well, but trigonometric interpolation was the most appropriate when applied on GPS ephemerides available in the SP3 files from IGS. In this case, 7 terms in the interpolating function was the most accurate result with source ephemerides in the inertial frame. The most accurate result found for polynomial interpolation occurred with 9 and 11 terms in the interpolating function.
  • Determinação de função covariância local para a predição de anomalias da gravidade Bouguer e valores da gravidade visando à obtenção de números geopotenciais Artigos

    Pereira, Rogers Ademir Drunn; Castro, Henry Montecino; Freitas, Sílvio Rogério Correia de; Dalmolin, Quintino; Ferreira, Vagner Gonçalves

    Resumo em Português:

    Considerando as dimensões de um país como o Brasil, realizar observações gravimétricas sobre todas as linhas de nivelamento do país ainda constitui-se um problema pertinente quando o objetivo é a determinação de números geopotenciais e/ou quantidades relacionadas ao campo da gravidade (e.g. anomalias da gravidade). Funções de covariância locais foram construídas a partir de valores da gravidade disponibilizados pelo Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística (IBGE). Estes valores foram digitalizados e anexados à base de dados do Laboratório de Referenciais Geodésicos e Altimetria por Satélites (LARAS) da UFPR, a qual já contém dados da rede gravimétrica argentina. Estas funções de covariância foram desenvolvidas para anomalias da gravidade Bouguer na região fronteiriça Brasil/Argentina. Estudos com funções polinomiais e de Fourier foram avaliadas utilizando dez por cento dos pontos originais para checagem. Os resultados obtidos em termos de Erro Médio Quadrático (RMS) para a função polinomial de quarta ordem e para a função de Fourier de terceira ordem foram do nível do mGal.

    Resumo em Inglês:

    Because of the impossibility of gravimetric observations on all over the leveled lines, the knowledge of the gravity quantities is still a problem when the subject is, for example, the computation of geopotential numbers. Local Covariance Functions (LCF) were generated from gravity values of Brazilian Institute of Geography and Statistics that were digitized and added to Geodetic Reference Systems and Satellite Altimetry Laboratory (LARAS) geodetic database. This base contains gravimetric and altimetric points provided by IGN (Argentina) too. The LCFs were developed for gravity Bouguer anomalies to points which heights were available and the gravity values were recovered. These points are located on the Brazil-Argentina's border. Studies with polynomial function and Fourier function were tested with ten per cent of points of database reserved to testing and the polynomial fourth degree function showed the best results (about 1 mGal).
  • Testes de acurácia para o serviço e técnica GNSS/NTRIP

    Cintra, Jorge Pimentel; Nero, Marcelo Antonio; Rodrigues, Danilo

    Resumo em Português:

    O presente trabalho descreve e analisa as experiências realizadas na Escola Politécnica utilizando a tecnologia GNSS/NTRIP, em termos de acurácia. O método consiste em utilizar os dados de uma estação de referência, no caso estações da RBMC-IP do IBGE, coletados na estação remota, através de internet e telefonia celular para obter em tempo real coordenadas com maior precisão que as do método de navegação. Os experimentos consistiram no levantamento de pontos de coordenadas conhecidas e análise dos erros obtidos. Primeiro em distâncias curtas na base USP de calibração de equipamentos e, a seguir, em distâncias crescentes até aproximadamente 30 km, em função dos limites previstos para o método RTK; e também para distâncias maiores utilizando o método DGPS, até 2.700 km. Foram testados e analisados: o uso de diferentes estações de referência; a variação da acurácia com a distância; o uso de um receptor L1 e outro L1/L2, bem como o uso das técnicas RTK e DGPS em termos de acurácia, isto é, a diferença entre essas coordenadas e aquelas consideradas como padrão, verificando se os equipamentos atingem os valores previstos nas especificações técnicas.

    Resumo em Inglês:

    Experiments conducted at the School of Engineering of the University of São Paulo, Brazil, using GNSS/NTRIP technology are described and analyzed in terms of accuracy. The method consists in using the data of a reference station, the IBGE RBMC-IP stations, collected in a remote station, by means of the Internet and a mobile phone, to obtain more accurate real time coordinates than those of the navigation method. The experiments consist in surveying the known coordinate points and of the error analysis (accuracy). Firstly with short distances (in the USP Base for Equipment Calibration), and then over increasing distances up to about 30 km, in terms of the limits foreseen for the RTK method, and for other greater distances by using the DGPS method, up to 2,700 km. The following were tested and analyzed: the use of different reference stations, the variation in accuracy over distance, the use of a L1 receiver and a L1/L2 one, as well as the use of the RTK and DGPS techniques, in terms of accuracy reached, that is, the difference between these coordinates and others considered as standard, besides checking if the equipment reaches or not the accuracy stated in the manual.
  • Ajustamento de observações: uma interpretação geométrica para o método dos mínimos quadrados Comunicações/ Trabalhos Técnicos

    Klein, Ivandro; Matsuoka, Marcelo Tomio; Souza, Sergio Florencio de; Veronez, Mauricio Roberto

    Resumo em Português:

    O Método dos Mínimos Quadrados (MMQ) é um dos critérios mais utilizados para o ajustamento de informações onde o número de observações é superabundante e o sistema de equações, devido à presença de erros no processo experimental de medições, inconsistente. Este método adota como solução única para tais problemas aquela que minimiza a soma do quadrado dos erros aleatórios, e é largamente empregado em aplicações geodésicas. A fundamentação teórica envolvida no MMQ, contendo o desenvolvimento matemático do método, é amplamente difundida na comunidade geodésica. Porém, neste artigo, o objetivo é apresentar uma revisão teórica sobre a interpretação geométrica do MMQ, e uma solução alternativa de cálculo para este, advinda desta interpretação. Dois exemplos também são apresentados, onde a interpretação geométrica foi demonstrada numericamente para problemas envolvendo duas observações e um parâmetro e também quatro observações e dois parâmetros.

    Resumo em Inglês:

    The Least Squares Method (LSM) is one of the most useful criteria for the adjustment of data where the number of observations is redundant and the system of equations, due to the presence of errors in experimental measurements, inconsistent. This method takes as a single solution that which minimizes the sum of the squared random errors, and is widely used in geodetic applications. The theoretical foundation involved in the LSM, containing the mathematical development of the method, is widespread in the geodetic community. However, in this paper, the goal is to present a theoretical review of the geometric interpretation of the LSM, and an alternative computation solution, derived from this interpretation. Two examples are also shown, where this geometric interpretation has been demonstrated numerically for problems involving two observations and a parameter, and also four observations and two parameters.
  • Transporte de altitude para o Pico do Camapuã utilizando nivelamento trigonométrico método leap-frog Comunicações/ Trabalhos Técnicos

    Santos, Daniel Perozzo dos; Faggion, Pedro Luis; Veiga, Luis Augusto Koenig

    Resumo em Português:

    O transporte de altitudes para pontos localizados em áreas de difícil acesso, como por exemplo, em regiões montanhosas, é um dos desafios da Geodésia, pois é necessária a transposição de grandes escarpas e vales, muitas vezes sem estradas de acesso, o que inviabiliza a utilização do nivelamento geométrico geodésico. Em função disso, técnicas modernas para a determinação de desníveis utilizando nivelamento trigonométrico vêm sendo estudadas, buscando-se precisão equivalente ao nivelamento geométrico, e com isso viabilizando o transporte de altitudes para estas regiões. Neste artigo realiza-se o transporte de altitude para o pico do Camapuã, na Serra do Mar paranaense, partindo-se de uma RN do Sistema Geodésico Brasileiro, localizada próxima à região. A metodologia utilizada é baseada no método Leap-Frog de nivelamento, com a realização de visadas de até aproximadamente 6000m, com desníveis de quase 1000m. São apresentados os resultados e uma avaliação do método.

    Resumo em Inglês:

    The orthometric height determination for points located in areas of difficult access, for example, in mountainous regions, is one of Geodesy challenges, because the transposition of great cliffs and valleys is necessary, often without access roads, which makes unfeasible the use the geometric leveling. Modern height determination techniques from trigonometric leveling are being studied, seeking equivalent accuracy to geometric leveling and to make easy this task for these regions. In this paper is accomplished the height determination to the peak Camapuã, on Serra do Mar in the Paraná State. The methodology is based on the Leap-Frog trigonometric leveling, involving single sight lengths of about 6000m with height differences of almost 1000m. The results and an evaluation of method are presented.
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