Resumo em Português:

Com a primeira fase do Sistema COMPASS/BeiDou-2 (BDS) finalizada, este trabalho analisa e apresenta uma avaliação do desempenho do posicionamento e caracterização do BDS. O principal objetivo deste trabalho é comparar o desempenho do BDS em relação ao GPS em termos de acurácia (posicionamento estático e cinemático), Diluição da Precisão (Dilution of Precision - DOP, i.e., HDOP e VDOP), e visibilidade e qualidade das medidas para os satélites GEO, IGSO e MEO do BDS. Para alcançar este objetivo, coletou-se as pseudodistâncias e medidas de fase da onda portadora, modulada em B1 e B2, em uma estação localizada em Xangai durante o período de 00:00 até 24:00 no dia 28 de dezembro de 2012. Estimou-se uma linha de base curta através de medidas de fase da onda portadora durante um período de 24 horas com 48 segmentos de observações (a duração de cada segmento foi de aproximadamente 30 minutos). Os resultados do posicionamento cinemático foram obtidos a partir da dupla diferença de fase com as ambiguidades fixadas através da injunção de uma linha de base curta (precisa). De forma geral, os resultados das analises do posicionamento relativo estático mostram que o BDS alcança uma acurácia ao nível do milímetro o que é equivalente ao GPS. No caso do posicionamento cinemático, uma acurácia centimétrica é alcançada mostrando que o desempenho do BDS é melhor para a componente este, entretanto, o contrário para as outras componentes, i.e., oeste e vertical. Assim, pode-se concluir que para um pior cenário, a acurácia do BDS coincide com a do GPS ao nível do centímetro. No entanto, mais experimentos devem ser conduzidos para avaliar a qualidade do BDS sobre a região da Ásia-Pacífico, e.g., Austrália.

Resumo em Inglês:

With the first phase of COMPASS/BeiDou-2 (BDS) completed, the assessment of positioning performance and the characterization of its system are analyzed and presented. Pseudo-range and carrier phase measurements modulated on B1 and B2 have been collected in Shanghai, from 00:00 to 24:00 on 28 December, 2012. Compared with GPS, visibility and measurement quality of BDS's GEO, IGSO and MEO satellites are analyzed. DOP during the whole orbital period is also analyzed the results demonstrate that BDS's HDOP is better than GPS's one, but VDOP opposite. Furthermore, the result of positioning is also presented and analyzed. Short baselines are estimated by standalone BDS and GPS's carrier phase measurement, respectively, using 48 segmentations of observations during a whole day (24 hours, each segmentation, is about 30 minutes observation). The analysis of static relative positioning demonstrates that BDS could achieve to millimeter level, corresponding to GPS. Kinematic result is produced by double differenced carrier phase observations with the ambiguities fixed under the constraint of precise short baseline.The result shows that the centimeter accuracy could be achieved. When comparing the results of kinematic baseline solutions, performance of BDS is worse than GPS on North and Up components, but oppositely on the component of East in the kinematic baseline processing.

Resumo em Português:

Na construção de uma área de influência, o método de dilatação baseada em rasterização inevitavelmente introduz erros, e o método de dupla linha paralela envolve uma série de operações complexas. Neste artigo, propõe-se um algoritmo de armazenamento paralelo baseado na fusão de área e MPI (Interface de transferência de Mensagem) para melhorar o desempenho de análise de armazenamento, no processamento de grandes conjuntos de dados. Os resultados experimentais revelam que há três grandes gargalos de desempenho que impactam significativamente a eficiência de construção de armazenamentos seriais e paralelos, incluindo a estratégia de fusão de área, a tarefa / método do balanceamento de carga e os MPI resultantes da estratégia de fusão. Para superar esses gargalos, são sugeridas abordagens de correspondência de otimização envolvendo a estratégia de fusão em árvore, um método orientado de partição do número de vértices em tarefas paralelas e uma estratégia de fusão dos inter-processos. Os experimentos foram realizados para examinar a eficiência do algoritmo paralelo de otimização. Os resultados estimados sugerem que as abordagens de otimização podem fornecer alto desempenho e capacidade de processamento para a construção de armazenamento em um ambiente paralelo agrupado. Esse método pode fornecer sugestões sobre a paralelização de algoritmos de análise espacial.

Resumo em Inglês:

On buffer zone construction, the rasterization-based dilation method inevitably introduces errors, and the double-sided parallel line method involves a series of complex operations. In this paper, we proposed a parallel buffer algorithm based on area merging and MPI (Message Passing Interface) to improve the performances of buffer analyses on processing large datasets. Experimental results reveal that there are three major performance bottlenecks which significantly impact the serial and parallel buffer construction efficiencies, including the area merging strategy, the task load balance method and the MPI inter-process results merging strategy. Corresponding optimization approaches involving tree-like area merging strategy, the vertex number oriented parallel task partition method and the inter-process results merging strategy were suggested to overcome these bottlenecks. Experiments were carried out to examine the performance efficiency of the optimized parallel algorithm. The estimation results suggested that the optimization approaches could provide high performance and processing ability for buffer construction in a cluster parallel environment. Our method could provide insights into the parallelization of spatial analysis algorithm.

Resumo em Português:

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.

Resumo em Inglês:

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.

Resumo em Português:

Diluição da precisão das ambiguidades GNSS, conhecida como ADOP (Ambiguity Dilution of Precision), é o tópico principal deste artigo. Basicamente, o ADOP é definido como uma medida escalar para avaliar a precisão das ambiguidades reais (float). Assim, entre as inúmeras possibilidades, a ADOP pode auxiliar na previsão do comportamento de uma linha base ou de uma rede de receptores GNSS no que diz respeito ao problema de solução das ambiguidades envolvidas, quer seja em tempo real (instantânea), ou no modo pós-processado. A vantagem de utilizar a grandeza ADOP advém da possibilidade de extrair uma expressão analítica simplificada, considerando os diversos fatores que afetam a resolução das ambiguidades. Além disso, essa grandeza traz informação a respeito da taxa de sucesso de resolução das ambiguidades. As expressões utilizadas nesse artigo levam em consideração alguns fatores, como por exemplo, informações a priori da precisão das medidas de fase da onda portadora e pseudodistância, número de estações e satélites, número de frequências disponíveis e o comportamento da atmosfera, considerando tanto a troposfera como a ionosfera. A partir dessas informações, diversos cenários são factíveis de serem estabelecidos visando analisar o impacto de cada informação particular na resolução das ambiguidades. As análises foram realizadas no contexto de algumas estações da rede GNSS-SP, uma rede GNSS estabelecida no Estado de São Paulo.

Resumo em Inglês:

The main topic of this paper is the Ambiguity Dilution of Precision known as ADOP. Basically, ADOP is defined as a diagnostic measure for assessing the precision of the float scalar ambiguities. Among the several possibilities, the ADOP can provide help in predicting the behavior of a baseline or a network of GNSS receivers, concerning the problem of ambiguity resolution, either in real-time (instantaneous) or in the post-processing mode. The main advantage of using ADOP is possibility of the extraction of a closed analytical expression, considering various factors that affect the ambiguity resolution. Furthermore, the ADOP is related to the success rate of ambiguity resolution. The expressions here used, takes into account several factors, for example, a priori information of the measurement precision of GNSS carrier phase and pseudorange, the number of stations and satellites, the number of available frequencies and the behavior of the atmosphere (ionosphere and troposphere). Several scenarios were established so as to analyze the impact of each factor in ambiguities resolution, within the context of some stations of the São Paulo GNSS network (GNSS-SP).

Resumo em Português:

A maioria dos aspectos relacionados com a componente horizontal do Sistema de Referencia para as Americas (SIRGAS) tem sido resolvidos. No entanto, no caso da componente vertical, ainda existem aspectos de definição, realizações nacionais e unificação dos sistemas de altitudes continentais ainda não resolvidos. O Chile não é exceção; devido às suas características geográficas especiais uma série de marégrafos (TG) tiveram que ser instalados a partir das linhas de nivelamento que compõem a Rede Vertical chilena (CHVN). Este estudo explorou os afastamentos do CHVN por duas abordagens diferentes, uma geodésica e outra oceanográfica. Na primeira abordagem, os afastamentos foram obtidos em relação aos seguintes Modelos do Geopotencial Global (MGGs): o modelo somente satélite (com consistência global) GO_CONS_gcf_2_tim_r3 derivado da missão GOCE; o EGM2008 (combinado com dados oriundos de diferentes SGRs) e GOEGM08, combinando informações do GO_CONS_gcf_2_tim_r3 em longos comprimentos de onda (n max~200), com médios e curtos comprimentos de onda do EGM2008 (n>200). No método oceanográfico foi utilizado o MSS CNES CLS 2011 Global Mean Sea e o EIGEN_GRACE_5C para obter os valores de MDT nos diferentes TG. Também foi avaliada a CHVN em relação a diferentes MGG. Os resultados mostraram consistência entre os valores obtidos pelos dois métodos no TG de Valparaíso e Puerto Chacabuco. Em termos de avaliação do GGM, o GOEGM08 produziu os melhores resultados.

Resumo em Inglês:

Most aspects related to the horizontal component of the Geocentric Reference System for the Americas (SIRGAS) have been solved. However, in the case of the vertical component there are still aspects of definition, national realizations and continental unification still not accomplished. Chile is no exception; due to its particular geographic characteristics, a number of tide gauges (TG) had to be installed in the coast from which the leveling lines that compose the Chilean Vertical Network (CHVN) were established. This study explored the offsets of the CHVN by two different approaches; one geodetic and one oceanographic. In the first approach, the offsets were obtained in relation to the following Global Geopotential Models (GGM): the satellite-only model (unbiased) GO_CONS_gcf_2_tim_r3 derived from GOCE satellite mission; EGM2008 (combined-biased); and GOEGM08, combining information from the GO_CONS_gcf_2_tim_r3 in long wavelengths (n max~200) with the mean/short wavelengths of EGM2008 (n>200). In the oceanographic method, we used the CNES CLS 2011 Global Mean Sea surface and EIGEN_GRACE_5C GGM to obtain the values of MDT at the different TG. We also evaluated the CHVN in relation to different GGMs. The results showed consistency between the values obtained by the two methods at the TG of Valparaíso and Puerto Chacabuco. In terms of the evaluation of the GGM, GOEGM08 produced the best results.

Resumo em Português:

Os Sistemas de Navegação e Guia de Rota em Automóvel (SINGRA), comerciais ou gratuitos, vêm adotando diferentes projetos gráficos para os mapas que apoiam a tarefa de navegação. O objetivo deste trabalho é avaliar a preferência de um grupo de motoristas pela cor da rota e da seta de manobra para mapas destes sistemas. Um total de 54 motoristas (27 homens e 27 mulheres) participou de um experimento que ocorreu em um automóvel estacionado. Duas representações cartográficas foram produzidas para avaliar a preferência pela cor da rota, e outras duas representações para avaliar a preferência pela cor da seta de manobra. Para a cor da rota, utilizou-se o preto e o matiz azul, e para a cor da seta, utilizou-se os matizes verde e vermelho. As representações foram exibidas em um monitor de navegação sete polegadas. Os resultados indicam que a maioria dos motoristas prefere a rota em preto. Porém, os motoristas experientes com SINGRA apresentam tendência para a rota no matiz azul. A seta em verde foi preferida pela grande maioria dos motoristas e nenhuma relação foi encontrada com as características individuais. Neste estudo, conclui-se que a preferência dos motoristas foi influenciada por diferentes fatores, tais como agrupamento perceptivo por cor, forma e proximidade, associação subjetiva ou convencional e pelo nível de contraste entre as feições do mapa. Recomenda-se avaliar o desempenho das representações cartográficas na tarefa de manutenção em rota para corroborar a influência do projeto gráfico dos mapas na usabilidade dos sistemas de guia de rota.

Resumo em Inglês:

In-Car Navigation System and Route Guidance (RGNS), commercial or free, have adopted different graphic designs to maps which support the navigation task. This paper aims at evaluating the driver's subjective preference for colors to represent route and arrow direction in maps for these systems. A total of 54 drivers (27 males and 27 females) participated in an experiment which was performed in a parked vehicle. Two cartographic representations were produced to evaluate the route color and other two for the arrow color. The route was symbolized by black or blue color and the arrow direction by green or red hue. The cartographic representations were presented in a seven-inch navigation monitor. The results indicate that most drivers prefer the navigation route in black color. However, drivers who regularly use navigation systems have presented the tendency to prefer the route in blue hue. The direction arrow in green hue was the mostly preferred by the drivers and there was no significant correlation between different individual characteristics. This study concludes that drivers' preference was influenced by different factors, such as grouping by color, shape and proximity, subjective or conventional association, as well as by the level of contrast among the map features. Evaluating the performance of cartographic representations in route following task is recommended, in order to support the influence of graphic designs to maps in usability of route guidance systems.

Resumo em Português:

O geóide é a superfície de referência utilizada para se medire altitudes (ortométrica). Estas são utilizadas para estudar qualquer variação de massa no sistema terrestre. Como a Terra é representada por um esferóide oblatado (elipsóide), o geóide é determinado por meio de ondulações geoidais (N) que são a separação entre essas superfícies. N é determinado a partir de dados gravitacionais pela integral de Stokes. Todavia, esta abordagem considera uma Terra esférica ao invés de elipsóidica. Neste artigo é deduzida uma equação diferencial parcial (sigla em inglês PDE) que governa N ao redor da Terra por vias de um Problema de Dirichlet. Também mostra-se aqui um método para resolver esta PDE que dispensa a necessidade de uma Terra esférica. Além do mais, a Integral de Stokes resolve um problema de valor de contorno definido por toda a Terra. Descobriu-se que o Problema de Dirichlet aqui proposto está definido apenas ao longo da região de cálculo o que é vantajoso para modelamento local do geóide. Além do mais, o método elimina diversas das fontes de incertezas presentes na Integral de Stokes. Todavia, estimativas indicam que o erro devido à discretização é muito grande neste novo método o que pede por modificações. Sendo assim, aqui também propõe-se uma combinação ótima de técnicas por meio de um método Híbrido. Mostra-se que que este método híbrido atenua as incertezas do método das Diferenças Finitas. Além do mais, uma rigorosa análise de erros indica que o método Híbrido aqui proposto pode bem desempenhar melhor do que a Integral de Stokes.

Resumo em Inglês:

The geoid is the reference surface used to measure heights (orthometric). These are used to study any mass variability in the Earth system. As the Earth is represented by an oblate spheroid (Ellipsoid), the geoid is determined by geoidal undulations (N) which are the separation between these surfaces. N is determined from gravity data by Stokes's Integral. However, this approach takes a Spherical rather than an Ellipsoidal Earth. Here it is derived a Partial Differential Equation (PDE) that governs N over the Earth by means of a Dirichlet problem and show a method to solve it which precludes the need for a Spherical Earth. Moreover, Stokes's Integral solves a boundary value problem defined over the whole Earth. It was found that the Dirichlet problem derived here is defined only over the region where a geoid model is to be computed, which is advantageous for local geoid modeling. Moreover, the method eliminates several of the sources of uncertainty in Stokes's Integral. However, estimates indicate that the errors due to discretization are very large in this new method which calls for its modification. So, here it is also proposed an optimal combination of techniques by means of a Hybrid method and shown that it alleviates the uncertainty in Finite Difference Method. Moreover, a rigorous error analysis indicates that the Hybrid method proposed here may well outperform Stokes's Integral.

Resumo em Português:

Normalmente, para túneis, o projeto do alinhamento e das seções transversais e a marcação do tempo são usadas para a modelagem tridimensional. No entanto, esse procedimento pode não refletir algumas qualidades do processo ou em alguns casos especiais, como deslizamento de terra. Portanto, neste artigo, propõe-se um modelo dinâmico de um túnel baseado em dados espaço-temporais a partir de levantamentos de seções transversais. Esse modelo pode não só reproduzir o processo de escavação, mas também refletir qualidades que um projeto normalmente não atende. Assim, introduz-se um novo modelo conceitual para a modelagem dinâmica 3D da topografia de túneis. São propostas algumas soluções específicas: o uso da tecnologia de chave de correspondência para transformar coordenadas de uma seção transversal de coordenadas lineares locais para coordenadas de uma projeção global; estrutura de dados de arquivos e banco de dados, e modelamento 3D dinâmico. Um modelo de túnel TIN 3D foi proposto usando o algoritmo do ângulo de mínima direção otimizado. A última seção implementa a construção da coleta e aquisição de dados de campo e de sistemas de simulação dinâmica, que verificam a viabilidade e praticidade desse método de modelamento.

Resumo em Inglês:

Currently, for tunnels, the design centerline and design cross-section with time stamps are used for dynamic three-dimensional (3D) modeling. However, this approach cannot correctly reflect some qualities of tunneling or some special cases, such as landslips. Therefore, a dynamic 3D model of a tunnel based on spatiotemporal data from survey cross-sections is proposed in this paper. This model can not only playback the excavation process but also reflect qualities of a project typically missed. In this paper, a new conceptual model for dynamic 3D modeling of tunneling survey data is introduced. Some specific solutions are proposed using key corresponding technologies for coordinate transformation of cross-sections from linear engineering coordinates to global projection coordinates, data structure of files and database, and dynamic 3D modeling. A 3D tunnel TIN model was proposed using the optimized minimum direction angle algorithm. The last section implements the construction of a survey data collection, acquisition, and dynamic simulation system, which verifies the feasibility and practicality of this modeling method.

Resumo em Português:

Atualmente, a necessidade de coordenadas confiáveis tem sido um dos objetivos da comunidade científica e prática. Desta forma, a análise de robustez de uma rede geodésica, tem como objetivos, com base nos erros máximos não detectados, analisar se a rede é "robusta" ou não. A rede será robusta se a influência destes erros for pequena, caso contrário é "fraca", ou seja, "não robusta". Esta análise se faz com a fusão de duas técnicas, uma que trata da análise estatística de confiabilidade e outra sobre a análise geométrica de deformações. A análise de confiabilidade fornecerá o erro máximo que não pode ser detectado por testes, após o ajustamento. Depois de encontrar estes erros, a análise geométrica de deformações determinará o potencial de deformação que esta rede terá com base nestes erros. Ressalta-se, ainda, que a análise de robustez não é dependente de datum, refletindo somente na geometria da rede e na acurácia das observações (VANÌCEK et al., 2001). Portanto, este trabalho tem como propósito contribuir com as investigações científicas sobre redes geodésicas, checando a mesma, com base em sua geometria e observações.

Resumo em Inglês:

Currently, the need of reliable coordinates has been one of the main objectives of the scientific and practice community. Thus, the robustness analysis of a geodetic network, aims, at analyzing if the network is "robust" or not, based on the maximum undetectable errors. The network will be robust if the influence of these errors is small, otherwise it is "weak", or "not robust". This analysis is performed with the merger of two techniques, one which deals with the statistical analysis of reliability and the other one with the geometric strength analysis. The reliability analysis will provide the maximum error that cannot be detected by tests, after the adjustment. After finding these errors, the geometric strength analysis will determine the potential strain that the network will have, based on these errors. It is emphasized that the robustness analysis doesn't depend of the datum, reflecting only the geometry of the network and the accuracy of the observations (VANÌCEK et al., 2001). Therefore, this work aims at contributing to the scientific research on geodetic networks, checking the same, based on their geometry and observations.

Resumo em Português:

As estruturas geodésicas altimétricas são fundamentais para os projetos de Engenharia. Neste contexto, pode-se utilizar a tecnologia do nível digital para a determinação de pontos de referência altimétrica através do método do nivelamento geométrico. Outra solução é a utilização da tecnologia da estação total para a determinação de altitudes em pontos situados em locais altos e inacessíveis nas estruturas arquitetônicas, como por exemplo, alvos em estrutura de edificação situados em torres de igrejas e para a realização de uma estrutura geodésica através do método de nivelamento trigonométrico. As estruturas geodésicas altimétricas, implantadas e determinadas pelo método do nivelamento geométrico, materializam, neste trabalho, pontos para o estabelecimento de padrões de referência altimétrica e para a determinação altimétrica de alvos altos e inacessíveis. As estruturas geodésicas foram implantadas e determinadas, no Sítio Histórico de Olinda, empregando-se nível digital de alta precisão e mira de ínvar com código de barras. Este trabalho tem como objetivo definir padrões de referência altimétrica utilizando o método de nivelamento geométrico, resultando na implantação e análise da qualidade de estruturas geodésicas altimétricas.

Resumo em Inglês:

The altimetric geodesic structures are noteworthy for engineering projects. In this context, the technology of digital level can be used for the definition, by means of the geometric leveling method, of altimetric reference points. Another solution is the use of total station technology for determining inaccessible high points in the architectural structures, for example, structure targets of a building placed in towers of churches and builders of a geodesic structure through the trigonometric leveling method. The altimetric geodesic structures, established and determined by the geometric leveling method, materialize, in this work, of points for the establishment of standards of altimetric reference and determination of high and inaccessible points. The geodesic structures were established and determined, in Olinda´s Historical Site, by using digital level of high accuracy and invar rod with barcode. This work aims at defining altimetric reference standards using the geometric leveling method, resulting in the implementation and analysis of the quality of altimetric geodesic structures.

Resumo em Português:

No Brasil, as matrizes necessárias para a reprodução de mapas táteis ainda são produzidas de modo artesanal e demorado. Este artigo apresenta uma proposta de confeccionar matrizes táteis a partir de diferentes tecnologias de prototipagem rápida e determinar a sua viabilidade na automação do processo de fabricação das matrizes táteis. Primeiro foi realizada uma revisão na literatura sobre o assunto para verificar, dentro dos processos de prototipagem existentes, quais podem ser utilizados na confecção de matrizes táteis, principalmente quanto a capacidade da matéria-prima em resistir à pressão e altas temperaturas durante o processo de produção dos mapas finais. Apesar destes requisitos operacionais constituírem uma desvantagem em termos de equipamento especializado, o principal ganho no emprego destes poderá ser obtido pela garantia de geração de matrizes idênticas e flexibilidade na escolha de padrões. Os primeiros protótipos foram produzidos em poliuretano, pó de gesso e Uriol, em dois processos: impressoras 3D e máquinas fresadoras. As matrizes foram feitas apenas com o uso da fresadora, com poliuretano e MDF como matéria-prima. Foram conduzidos testes de percepção tátil pelo revisor de Braille do Instituto Benjamin Constant, seguindo metodologia padrão adotada pela instituição em todos os materiais produzidos.

Resumo em Inglês:

In Brazil, the matrices required for the reproduction of tactile maps still favor a craft production and time-consuming. This article presents one proposal to manufacture tactile arrays from different techniques and rapid prototyping technology and to determine the feasibility of rapid prototyping in the automation of the manufacture process of tactile arrays. First, a revision of the literature on the subject was done, within the existing prototyping processes which can be used for making tactile arrays, especially regarding the ability of the raw materials on resist pressure high temperatures, during the production of the final maps. Despite the fact that these operational requirements constitute a disadvantage in terms of specialized equipment, the main gain in employment of these can be got by ensuring a generation of identical matrices and flexibility in the choice of tactile patterns. The first prototypes were made of different materials (polyurethane, plaster dust and Uriol) using two processes: 3D printers and milling machine. The matrices were made only with the use of the milling machine, using polyurethane and MDF. Tactile perception test were done by the reviewer Braille Institute Benjamin Constant, observing the standard methodology adopted by the institution in all materials produced.

Resumo em Português:

Este estudo empregou pontos de controle de GPS em regiões-teste com altitudes ortométricas de primeira ordem previamente conhecidas, para a obtenção de pontos de coordenadas planas e altitudes elipsoidais, com a utilização do método cinemático em tempo real (RTK). Este estudo aplicou o ajuste de superfície de primeira ordem, ajuste de superfície de segunda ordem, método da retropropagação para redes neurais e "support vector machine" por mínimos quadrados (LS-SVM). Integridade e localização de dados foram examinados, e a certa quantidade e distribuição de pontos de referência modificados para obtenção da solução ideal. O estudo contou também com o LS-SVM e com o modelo de altitude geoidal local que foi estabelecido usando 3 funções de Kernel para análises e pesquisas. Os resultados indicam que a precisão total dos valores calculados das ondulações geóidais geométricas locais usando a rede neural artificial e o polinômio de terceira-ordem da função de Kernel foram ideais com o valor quadrático médio de aproximadamente ± 1.5 cm. O resultado mostrou que o SVM oferece o método rápido e prático para obtenção de altitudes ortométricas e provê a pesquisa acadêmica de referência para modelos geoidais locais.

Resumo em Inglês:

In this study, test-region global positioning system (GPS) control points exhibiting known first-order orthometric heights were employed to obtain the points of plane coordinates and ellipsoidal heights by using the real-time GPS kinematic measurement method. Plane-fitting, second-order curve-surface fitting, back-propagation (BP) neural networks, and least-squares support vector machine (LS-SVM) calculation methods were employed. The study includes a discussion on data integrity and localization, changing reference-point quantities and distributions to obtain an optimal solution. Furthermore, the LS-SVM was combined with local geoidal-undulation models that were established by researching and analyzing3 kernel functions. The results indicated that the overall precision of the local geometric geoidal-undulation values calculated using the radial basis function (RBF) and third-order polynomial kernel function was optimal and the root mean square error (RMSE) was approximately ± 1.5 cm. These findings demonstrated that the LS-SVM provides a rapid and practical method for determining orthometric heights and should serve as a valuable academic reference regarding local geoid models.

Resumo em Português:

Erros provenientes do centro de fase da antena, conhecidos como PCV - Phase Center Variations - são considerados agentes limitadores da acurácia do posicionamento relativo GNSS e do Posicionamento por Ponto Preciso (PPP). As PCVs dependem da direção do sinal do satélite e podem ser modeladas por parâmetros determinados por calibração de antenas em que são utilizados programas específicos, como por exemplo Wasoft/Kalib. Alguns autores afirmam que os programas aplicam funções harmônicas esféricas para a modelagem dos parâmetros PCV, mas não informam quais coeficientes são adotados para que a modelagem seja alcançada. Nesta pesquisa, são utilizados os parâmetros PCV de calibração determinados pelo programa comercial WaSoft/Kalib para a antena LEIAX 1202GG. O objetivo principal é calcular os coeficientes a nm e b nm da expansão em funções harmônicas esféricas. Os coeficientes são utilizados para determinar novos parâmetros PCV e PCO que são comparados aos parâmetros obtidos pelo programa comercial Wasoft/Kalib. Os novos parâmetros e os parâmetros calibrados são utilizados para determinar as coordenadas geodésicas de dois pontos com o objetivo de serem comparadas. Foram realizados testes para duas linhas de base diferentes e os resultados confirmam diferenças submilimétricas para as PCVs e milimétricas para a componente vertical do vetor PCO.

Resumo em Inglês:

Errors from antenna phase center, known as PCV - Phase Center Variations - are considered a limiting agent of the relative GNSS positioning and the Precise Point Positioning (PPP) accuracy. The PCV are dependent of the direction of the satellite signal and can be modeled by parameters determined by antenna calibration, a whole process enclosing measurements but also specific softwares, for example WaSoft/Kalib. Authors state that some algorithms apply spherical harmonic functions to describe PCV parameters. But there are no certain information about which coefficients are taken in the modeling. In this research, PCV parameters of the LEIAX 1202GG antenna derived by the WaSoft/Kalib software are applied to an antenna calibration process. The main goal is to calculate spherical harmonic expansion coefficients, a nm and b nm to be applied on a new determination of PCV and PCO parameters. A comparison to the values obtained by a commercial software Wasoft/Kalib is carried out. The new and the original parameters are utilized to compute geodetic coordinates of two stations in order to be compared. Tests for two different base lines were realized. Sub-millimetric and millimetric deviations were found for PCV and for the UP component, respectively.

Resumo em Português:

A validação de modelos digitais de elevação (MDE) consiste geralmente na comparação dos dados com um conjunto de pontos de controle. Porém, a qualidade de um MDE também pode ser considerada em termos de realismo das formas. Além da análise visual, pode ser verificado que propriedades físicas e estatíticas do relevo terrestre são cumpridas. Essa abordagem é aplicada a um extrato do Topodata, um MDE obtido pela reamostragem do MDE SRTM sobre o território brasileiro com uma abordagem geostatística. Vários indicadores estatísticos são calculados. Mostram que a qualidade de Topodata em termos de descrição das formas é melhorada com relação ao SRTM.

Resumo em Inglês:

Digital Elevation Model (DEM) validation is often carried out by comparing the data with a set of ground control points. However, the quality of a DEM can also be considered in terms of shape realism. Beyond visual analysis, it can be verified that physical and statistical properties of the terrestrial relief are fulfilled. This approach is applied to an extract of Topodata, a DEM obtained by resampling the SRTM DEM over the Brazilian territory with a geostatistical approach. Several statistical indicators are computed, and they show that the quality of Topodata in terms of shape rendering is improved with regards to SRTM.