AVALIAÇÃO DA QUALIDADE GEOMÉTRICA DE

Transcrição

AVALIAÇÃO DA QUALIDADE GEOMÉTRICA DE
AVALIAÇÃO DA QUALIDADE GEOMÉTRICA DE ORTOFOTOCARTAS
DIGITAIS OBTIDAS POR UM SISTEMA DE VEÍCULO AÉREO NÃO
TRIPULADO (SISVANT)
ORIENTADOR: PROF. DR. ALZIR FELIPPE BUFFARA ANTUNES
CURITIBA, 27 DE JANEIRO DE 2015.
ESTRUTURA DA APRESENTAÇÃO
1. INTRODUÇÃO
2. OBJETIVOS
3. JUSTIFICATIVA
4. REVISÃO DE LITERATURA
5. MATERIAIS E MÉTODOS
6. RESULTADOS E DISCUSSÕES
7. CONCLUSÕES E RECOMENDAÇÕES
8. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
2
1. INTRODUÇÃO
“ O maior avanço ocorrido na Fotogrametria é o
aparecimento da Fotogrametria Digital... é tão fantástico
e de potencial tão ilimitado que o resultado irá ultrapassar
qualquer expectativa que nós poderíamos ter sonhado,
simplesmente devido ao poder da tecnologia digital ”.
FRIEDRICH ACKERMANN, 1995.
3
1. INTRODUÇÃO
Avanço Tecnológico
Geoinformação
Aquisição de dados espaciais
Produção e manutenção dos produtos cartográficos
Redução de custos e Manutenção Qualidade
4
2. OBJETIVOS
2.1 OBJETIVO GERAL
• Desenvolver ortofotocartas digitais, em diferentes configurações,
através de imageamento de grande área com câmera digital
convencional (não métrica), embarcada em um SISVANT, assim
como avaliar a qualidade geométrica dos produtos e a
confiabilidade da informação extraída.
5
2. OBJETIVOS
2.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS
a) Gerar ortofotocartas empregando apenas os dados brutos
(coordenadas do centro de perspectiva da câmera), sem e com
apoio de campo;
b) Gerar ortofotocartas aplicando correções através de
transformações geométricas com base nos apoios de campo;
c) Comparar entre si os resultados obtidos;
d) Avaliar a qualidade das ortofotocartas, classificando-as através
do PEC e recomendações da ASPRS.
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3. JUSTIFICATIVA
3.1 JUSTIFICATIVA: Recursos Tecnológicos
• Os recursos tecnológicos disponíveis à cartografia digital…
• Softwares e hardwares de processamento dos dados…
• Velocidade:
- Na obtenção de dados…
- Na troca de informações espaciais…
- Nas análises dos fenômenos espaciais.
7
SANTOS e SEGANTINE,
2006.
3. JUSTIFICATIVA
3.2 JUSTIFICATIVA: Plataforma VANT
• Verificar a verdadeira potencialidade das plataformas autônomas
de baixo custo...
• Precisão dos sistemas de navegação e posicionamento integrados; e
• Redução
do
esforço
operacional
aerofotogramétricos via VANT.
de
levantamentos
8
3. JUSTIFICATIVA
3.3 JUSTIFICATIVA: Área de Estudo
• Atualmente, os estudos com VANT’s se concentram no
mapeamento de áreas com poucos hectares (< 3 km² ou 300 ha)
(SILVA et al., 2014).
• Quantidade de fotografias adquiridas...
• Tempo e capacidade de processamento...
• Aquisição dos pontos de apoio.
9
3. JUSTIFICATIVA
3.4 JUSTIFICATIVA: Qualidade dos dados adquiridos
• A ausência de dados precisos...
• Informações não confiáveis...
• Erros comprometedores à qualidade dos estudos, e...
• Desperdício de verbas.
10
4. REVISÃO DE LITERATURA
4.1 CONCEITO DE VANT
4.1.1 Definição Genérica
• É toda aeronave que sustenta voo e é controlada à distância por
meios eletrônicos e computacionais, dispensando piloto
embarcado para ser guiada.
11
4. REVISÃO DE LITERATURA
4.1 CONCEITO DE VANT
4.1.2 Definição Oficial – IS nº 21/2012 Revisão A
• Uma aeronave, projetada para operar sem piloto a bordo e que
não seja utilizada para fins meramente recreativos, e pelos seus
componentes associados, tornando-se, dessa forma, um Sistema
de Veículo Aéreo Não Tripulado (SISVANT).
• Nesta definição, incluem-se todos os aviões, helicópteros e
dirigíveis controláveis nos três eixos, excluindo-se, portanto, os
balões tradicionais e os aeromodelos.
ANAC, 2012.
12
4. REVISÃO DE LITERATURA
4.1 CONCEITO DE VANT
Portanto, são considerados VANTs:
• Mais de 400 ft (121,92 metros) acima da superfície terrestre
(Above Ground Level – AGL) ou além da linha de visada visual,
ainda que abaixo desta altura;
ANAC, 2012.
13
4. REVISÃO DE LITERATURA
Sistemas de Controle
Motor
GPS
Asas
Radiotransmissor/
Receptor
Controle (opcional)
Trem de pouso
(opcional)
Câmera
Antena (comunicação VANT)
Estação de comando
14
4. REVISÃO DE LITERATURA
4.2 FOTOGRAFIA AÉREA DE PEQUENO FORMATO
“São fotografias aéreas obtidas através de câmeras fotográficas
digitais convencionais e, qualquer pessoa, dispondo de uma dessas
câmeras, estando dentro de uma aeronave qualquer ou
embarcando-as em alguma plataforma aérea, pode obtê-las
facilmente”.
DISPERATI, 1991.
15
4. REVISÃO DE LITERATURA
4.3 CÂMERAS DIGITAIS CONVENCIONAIS
(NÃO MÉTRICAS)
• Vantagens em relação às câmeras métricas:
- Menor peso e maior facilidade de manejo;
- Custo reduzido;
- Escolha das distâncias focais;
- Flexibilidade de integração com sistemas GPS e INS;
- Possibilidade de integração em diversos tipos de aeronaves;
- Grande disponibilidade no mercado.
16 2013.
SANTOS,
4. REVISÃO DE LITERATURA
4.3 CÂMERAS DIGITAIS CONVENCIONAIS
(NÃO MÉTRICAS)
• Desvantagens no uso das câmeras para aplicações com VANTs:
- Instabilidade dos parâmetros de orientação interna;
- Não verticalidade do eixo óptico da câmera;
- Problemas causados por condições ambientais adversas
(vento  deriva  arrasto);
- Distorções geométricas e radiométricas.
17
5. MATERIAIS E MÉTODOS
5.1 ÁREA DE ESTUDO: São Desidério/BA
• Características:
- Área: 3,924 km²
- Cavidades subterrâneas (cavernas)
- Rural, vegetação, não habitada.
19
5. MATERIAIS E MÉTODOS
5.2 MATERIAIS UTILIZADOS
Qtd.
Materiais
Propriedade
01
Microcomputador Intel Core i-7 @ 3,5 GHz - 16 Gb Ram Ge-Force GTX 780 Ti - HDD 1Tb; ITTI / UFPR
01
Software fotogramétrico de código fechado - Agisoft Photo Scan Professional
ITTI / UFPR
Version 1.0.4 (64 bits) 2014;
01
Sistema de Veículo Aéreo Não Tripulado (SISVANT) - Smartbird X-260;
+600
Fotografias Aéreas de Pequeno Formato obtidas com o SISVANT, possuindo a dimensão
ITTI / UFPR
de 4.912 x 3.264 pixels, com representação de cores em RGB, formato *.jpg;
01
Câmera Digital Convencional (não métrica e não calibrada) – Marca: Sony Nex-3 16 Mp.;
Softmapping Engenharia
02
Receptores GPS L1/L2 Leica 900 CS;
Lab. Topografia / UFPR
27
Pré-Sinalizadores dos Pontos de Controle (Lonas e Cal).
ITTI / UFPR
01
Software SIG de código fechado - ArcGIS v.10.2.2.3552
ITTI / UFPR
01
Software SIG de código fechado - Global Mapper v.15.0 64 bits
ITTI / UFPR
Softmapping Engenharia
20
5. MATERIAIS E MÉTODOS
5.3 METODOLOGIA
Seleção e Filtragem das
Fotografias
Elaboração do
Plano de voo
Pré-Sinalização
Dos GCP
Execução do Rastreio
GNSS dos GCP
Aquisição dos
Dados e Imageamento
Processamento das
Imagens
5.3.1 ESTUDO PRELIMINAR DA ÁREA A SER IMAGEADA
• Verificação de possíveis problemas (vegetação densa
e seca, variações de relevo, etc.);
5.3.2 PLANO DE VOO
• Executar missões em dias de sol e sem vento;
• Determinação do tamanho do pixel (GSD - Ground
Sample Distance)
Controle de
Qualidade
21
5. MATERIAIS E MÉTODOS
5.3 METODOLOGIA
Seleção e Filtragem das
Fotografias
Elaboração do
Plano de voo
Pré-Sinalização
Dos GCP
5.3.2 PLANO DE VOO
• Altitude de voo: 300 metros (abaixo das nuvens);
• Distância focal: 16 mm;
Execução do Rastreio
GNSS dos GCP
Aquisição dos
Dados e Imageamento
Processamento das
Imagens
Controle de
Qualidade
• Recobrimento no terreno de cada fotografia: 438 x 292m
22
5. MATERIAIS E MÉTODOS
5.3 METODOLOGIA
Seleção e Filtragem das
Fotografias
Elaboração do
Plano de voo
Pré-Sinalização
Dos GCP
5.3.2 PLANO DE VOO
• Sobreposições planejadas: 80% (long.) e 50% (lat.);
• 10 faixas de voo (aprox. 400 hectares).
Execução do Rastreio
GNSS dos GCP
Aquisição dos
Dados e Imageamento
Processamento das
Imagens
Controle de
Qualidade
23
5. MATERIAIS E MÉTODOS
5.3 METODOLOGIA
Seleção e Filtragem das
Fotografias
Elaboração do
Plano de voo
5.3.2 PLANO DE VOO
• Sobreposições alcançadas: 79% (long.) e 46,5% (lat.);
Pré-Sinalização
Dos GCP
Execução do Rastreio
GNSS dos GCP
Aquisição dos
Dados e Imageamento
Processamento das
Imagens
Controle de
Qualidade
24
5. MATERIAIS E MÉTODOS
5.3 METODOLOGIA
Seleção e Filtragem das
Fotografias
5.3.3 PRÉ-SINALIZAÇÃO DOS PONTOS DE APOIO
Elaboração do
Plano de voo
Pré-Sinalização
Dos GCP
Execução do Rastreio
GNSS dos GCP
Aquisição dos
Dados e Imageamento
Processamento das
Imagens
Controle de
Qualidade
26
• Marcações artificiais bem distribuídas;
• Lonas amarelas e pretas / Cal;
• Refletância destoante do solo da região.
27
5. MATERIAIS E MÉTODOS
5.3 METODOLOGIA
Seleção e Filtragem das
Fotografias
5.3.4 EXECUÇÃO DO RASTREIO GNSS
Elaboração do
Plano de voo
Pré-Sinalização
Dos GCP
Execução do Rastreio
GNSS dos GCP
Aquisição dos
Dados e Imageamento
Processamento das
Imagens
Controle de
Qualidade
29
5. MATERIAIS E MÉTODOS
5.3 METODOLOGIA
Seleção e Filtragem das
Fotografias
5.3.4 EXECUÇÃO DO RASTREIO GNSS
Elaboração do
Plano de voo
Pré-Sinalização
Dos GCP
Execução do Rastreio
GNSS dos GCP
Aquisição dos
Dados e Imageamento
Processamento das
Imagens
Controle de
Qualidade
30
5. MATERIAIS E MÉTODOS
5.3 METODOLOGIA
Seleção e Filtragem das
Fotografias
5.3.5 AQUISIÇÃO DOS DADOS E IMAGENS
MODELO: SMARTBIRD X-260
Elaboração do
Plano de voo
Pré-Sinalização
Dos GCP
Execução do Rastreio
GNSS dos GCP
Aquisição dos
Dados e Imageamento
Processamento das
Imagens
Controle de
Qualidade
Envergadura
2,60 metros
Dimensões
260cm x 80cm x 15cm
Área de asa
4000 cm²
Velocidade de lançamento
75 km/h
Velocidade de cruzeiro
85 km/h
Velocidade máxima
125 km/h
Velocidade de pouso
60 km/h
Altitude máxima de voo
1000 metros = 1 km
Peso
6 quilos
Autonomia
60 minutos = Bateria Lithium
Vento
Resistência de até 80 km/h
Sistema de rádio frequência
2,4 Hz – alcance de até 14km
GPS E INERCIAL
GPS DE NAVEGAÇÃO
+ - 10 metros
INERCIAL
+ - 1 grau
31
5. MATERIAIS E MÉTODOS
5.3 METODOLOGIA
Seleção e Filtragem das
Fotografias
Elaboração do
Plano de voo
5.3.5 AQUISIÇÃO DOS DADOS E IMAGENS
CÂMERA NÃO MÉTRICA: SONY NEX-3 – 16,2 MP
Pré-Sinalização
Dos GCP
Execução do Rastreio
GNSS dos GCP
Aquisição dos
Dados e Imageamento
Processamento das
Imagens
Controle de
Qualidade
Resolução: Sony NEX-3
16,2 Mega pixels
Tipo de sensor
APS-C
Tamanho do sensor
23,4 mm x 15,6 mm
Tamanho máximo da imagem
4.912 x 3.264
Distância focal
16 mm
32
5. MATERIAIS E MÉTODOS
5.3 METODOLOGIA
Seleção e Filtragem das
Fotografias
Elaboração do
Plano de voo
5.3.5 AQUISIÇÃO DOS DADOS E IMAGENS
MODELO: SMARTBIRD X-260
Pré-Sinalização
Dos GCP
Execução do Rastreio
GNSS dos GCP
Aquisição dos
Dados e Imageamento
Processamento das
Imagens
33
5. MATERIAIS E MÉTODOS
5.3 METODOLOGIA
5.3.5 AQUISIÇÃO DOS DADOS E IMAGENS
De acordo com Galo et al. (2008), a qualidade dos produtos fotogramétricos
pode ser afetada quando do não conhecimento ou não utilização de seus parâmetros
de orientação interior no processamento das imagens.
Entretanto, conforme afirmou Roberto (2013), os parâmetros de calibração da
câmera não representam um pré-requisito para a restituição tridimensional.
A câmera digital utilizada no presente trabalho não foi calibrada com o objetivo
de avaliar a potencialidade de um SISVANT de baixo custo, destacando a qualidade da
aquisição e do processamento das fotografias brutas advindas do sensor.
34
5. MATERIAIS E MÉTODOS
5.3 METODOLOGIA
Seleção e Filtragem das
Fotografias
Elaboração do
Plano de voo
5.3.5 AQUISIÇÃO DOS DADOS E IMAGENS
LANÇAMENTO: Catapulta (bungee) – Dimensões: 60x60x60cm – PVC
Pré-Sinalização
Dos GCP
Execução do Rastreio
GNSS dos GCP
Aquisição dos
Dados e Imageamento
Processamento das
Imagens
35
5. MATERIAIS E MÉTODOS
Processamento das Imagens
Seleção e Filtragem das
Fotografias
5.3 METODOLOGIA
5.3.6 PROCESSAMENTO DAS IMAGENS
Implementação dos
Algoritmos Computacionais
Agisoft Photo Scan v.2014
Utilizou-se metodologias clássicas da fotogrametria digital com
Alinhamento das
Fotografias
provenientes da instabilidade da plataforma autônoma e os
adaptação da computação gráfica para minimizar os erros
associados às distorções da lente da câmera não métrica.
Aerotriangulação
Obtenção do Modelo
Digital de Elevação - MDE
Extração das Ortofotocartas
Digitais
Correção Geométrica
Arc Map v.10
Controle de Qualidade
Dos Produtos Obtidos
36
5. MATERIAIS E MÉTODOS
5.3 METODOLOGIA
5.3.6.1 SELEÇÃO E FILTRAGEM DAS FOTOGRAFIAS
• A seleção eliminou o número excessivo de fotografias (tempo: 2seg);
• A filtragem foi realizada manualmente, excluindo:
- Fotografias inclinadas;
- Variação de altitude (escala);
- Deriva (arrasto).
• Software: Agisoft Photo Scan Pro v.2014
37
5. MATERIAIS E MÉTODOS
5.3 METODOLOGIA
5.3.6.2 ALINHAMENTO DAS FOTOGRAFIAS
• 600 fotografias aéreas selecionadas;
• Algoritmo (matching points) que localiza os pontos homólogos entre
elas através dos pontos de ligação (tie points);
• Dados de entrada: (𝐗 𝐜𝐩 , 𝐘𝐜𝐩 , 𝐙𝐜𝐩 ) do CP da câmera no momento da
tomada de cada fotografia;
• Não foram empregados as atitudes (𝐤, 𝛗, 𝛚), em decorrência da
imprecisão da integração INS/GPS;
38
5. MATERIAIS E MÉTODOS
5.3 METODOLOGIA
5.3.6.2 ALINHAMENTO DAS FOTOGRAFIAS
Geometria Epipolar (calibração fraca das câmeras):
• Relação geométrica entre duas vistas similares, quando cada cena possui o seu
centro de projeção e estes não são coincidentes.
• Cada par de imagem capturado representa duas perspectivas diferentes de uma
mesma cena estática.
• Empregada na busca por pontos correspondentes através de algoritmos
computacionais.
SANTOS, 2012.
39
5. MATERIAIS E MÉTODOS
5.3 METODOLOGIA
5.3.6.2 ALINHAMENTO DAS FOTOGRAFIAS
40
5. MATERIAIS E MÉTODOS
5.3 METODOLOGIA
5.3.6.3 AEROTRIANGULAÇÃO (MÉTODO DOS FEIXES PERSPECTIVOS)
• Uma resseção simultaneamente à uma interseção espacial para um
conjunto de imagens digitais;
• Ajusta-se o bloco (único) com as 600 fotografias simultaneamente;
• Grade Triangular Irregular (TIN): é o mais propício para a inclusão
das feições topográficas estruturais.
• Algoritmo “Mapas de Altura/Terreno”: modelagem de superfícies
planas e fotografias aéreas, com uma densa nuvem de pontos.
• Resultado Final: Modelo Digital de Elevação
41
5. MATERIAIS E MÉTODOS
5.3 METODOLOGIA
5.3.6.4 EXTRAÇÃO DO MODELO DIGITAL DE ELEVAÇÃO – MDE
42
5. MATERIAIS E MÉTODOS
5.3 METODOLOGIA
5.3.6.4 EXTRAÇÃO DO MODELO DIGITAL DE ELEVAÇÃO – MDE
43
5. MATERIAIS E MÉTODOS
5.3 METODOLOGIA
5.3.6.4 EXTRAÇÃO DE ORTOFOTOCARTAS
• Algoritmos “Ortofoto e Mosaico”: Processo direto de geração da
ortofoto.
• Perspectiva central (fotografias)  Perspectiva Ortogonal
• Texturização: todos os pixels recebem a informação do valor de
brilho.
• Para cada pixel, há um valor associado que define a intensidade do
brilho de cada cor primária que forma a imagem (REISS, 2012).
44
5. MATERIAIS E MÉTODOS
5.3 METODOLOGIA
5.3.6.4 EXTRAÇÃO DE ORTOFOTOCARTAS
Mosaicos fotográficos unidos, onde as feições nela contidas
são apresentadas em suas verdadeiras posições, sendo
desta forma, geometricamente equivalentes a um mapa de
linhas e de símbolos, onde podem ser realizadas
diretamente medidas de posição, distâncias, ângulos
horizontais e áreas.
(SILVA, 2002).
45
5. MATERIAIS E MÉTODOS
5.3 METODOLOGIA
5.3.6.4 EXTRAÇÃO DE ORTOFOTOCARTAS
• Exporta-se a ortofoto:
O tamanho do pixel definido foi GSD = 8,9 cm, pois a
amostragem do produto final não pode ser maior que a dos dados
originais.
(LIMA et al., 2004).
46
5. MATERIAIS E MÉTODOS
METODOLOGIA
EXTRAÇÃO DAS ORTOFOTOCARTAS
• Exporta-se a ortofoto:
47
5. MATERIAIS E MÉTODOS
5.3 METODOLOGIA
5.3.6.5 CORREÇÃO GEOMÉTRICA SIMPLES – ARC. MAP V.10
Otimiza a acurácia local dos pontos de apoio selecionados em detrimento da global
49
5. MATERIAIS E MÉTODOS
5.3 METODOLOGIA
5.3.7 CONTROLE DE QUALIDADE
AVALIAÇÃO DAS DISCREPÂNCIAS
• Utilizou-se pontos de verificação bem distribuídos na imagem e seus
respectivos homólogos nos produtos obtidos.
50
5. MATERIAIS E MÉTODOS
5.3 METODOLOGIA
5.3.7 CONTROLE DE QUALIDADE
ANÁLISE ESTATÍSTICA
• Realizou-se a análise de tendências (erros sistemáticos) e análise de
exatidão.
(GALO et al., 2001).
51
5. MATERIAIS E MÉTODOS
5.3 METODOLOGIA
5.3.7 CONTROLE DE QUALIDADE
52
5. MATERIAIS E MÉTODOS
5.3 METODOLOGIA
5.3.7 CONTROLE DE QUALIDADE
53
5. MATERIAIS E MÉTODOS
5.3 METODOLOGIA
5.3.7 CONTROLE DE QUALIDADE
ANÁLISE DE TENDÊNCIA
• Avaliação da acurácia das ortofotocartas;
(ARIZA, 2002).
• Hipótese nula;
• Distribuição “t de Student” (n < 30);
59
5. MATERIAIS E MÉTODOS
5.3 METODOLOGIA
5.3.7 CONTROLE DE QUALIDADE
ANÁLISE DE EXATIDÃO:
Variância da discrepância do Ponto
• Distribuição “Qui Quadrado”;
• Associada a Análise de Tendência;
• Hipótese nula;
Variância do Erro Padrão
• Erro Padrão (EP);
• Decreto-Lei n. 89.817/84;
(MERCHANT, 1982).
60
5. MATERIAIS E MÉTODOS
5.3 METODOLOGIA
5.3.7 CONTROLE DE QUALIDADE
ANÁLISE DE EXATIDÃO
• O Decreto nº 89.817/84: Padrão de Exatidão Cartográfica (PEC);
• Junho/2011: a CONCAR criou a norma Especificação Técnica para a
Aquisição de Dados Geoespaciais Vetoriais (ET-ADGV);
• Padrão de Exatidão Cartográfica dos Produtos Cartográficos Digitais
(PEC-PCD);
61
5. MATERIAIS E MÉTODOS
5.3 METODOLOGIA
5.3.7 CONTROLE DE QUALIDADE
ANÁLISE DE EXATIDÃO
• Nova classe de acurácia: produtos cartográficos classificados nas
classes A, B, C e D (mais rigorosa);
• A norma não especifica o número de pontos de controle que deve
conter a amostra e não deixa claro como é a forma de avaliação das
coordenadas planimétricas (se isoladamente ou de modo conjunto)
(PEREIRA e NERO, 2012).
62
5. MATERIAIS E MÉTODOS
5.3 METODOLOGIA
5.3.7 CONTROLE DE QUALIDADE
Configurações nº 02 – 12 Pontos de Apoio e 15 Pontos de Verificação
• Nível de confiança: 90%; Nível de Significância: 10%.
• Valor tabelado de 𝜒²(14;10): 7,78953361;
63
5. MATERIAIS E MÉTODOS
5.3 METODOLOGIA
5.3.7 CONTROLE DE QUALIDADE
Configurações nº 02 – 12 Pontos de Apoio e 15 Pontos de Verificação
• Calcula-se os valores de Qui-Quadrado:
𝜒²(14;10) = 7,78953361
5. MATERIAIS E MÉTODOS
5.3 METODOLOGIA
5.3.7 CONTROLE DE QUALIDADE
Configurações nº 02 – 12 Pontos de Apoio e 15 Pontos de Verificação
Classificação PEC-PCD:
6. RESULTADOS E DISCUSSÕES
6.1 RESULTADOS
6.1.1 SELEÇÃO E FILTRAGEM:
• Ex: exclusão de fotos inclinadas;
• Total: 600 fotografias selecionadas.
6.1.2 PROCESSAMENTO DOS DADOS:
• Agisoft Photo Scan v.2014
68
6. RESULTADOS E DISCUSSÕES
6.1 RESULTADOS
6.1.3 ORTOFOTOS GERADAS EM DIFERENTES CONFIGURAÇÕES
1. Configuração nº 01: Processamento sem pontos de apoio e 15
pontos de verificação;
2. Configuração nº 02: Processamento com 12 pontos de apoio e 15
pontos de verificação;
3. Configuração nº 03: Processamento com correção geométrica de 12
pontos de apoio e 15 pontos de verificação;
69
6. RESULTADOS E DISCUSSÕES
6.1 RESULTADOS
6.1.3 ORTOFOTOS GERADAS EM DIFERENTES CONFIGURAÇÕES
4. Configuração nº 04: Processamento com correção geométrica,
através do Google Earth, de 12 pontos de apoio e 15 pontos de
verificação;
5. Configuração nº 05: Processamento com 7 pontos de apoio e 7
pontos de verificação;
6. Configuração nº 06: Processamento com 20 pontos de apoio e 7
pontos de verificação.
70
6. RESULTADOS E DISCUSSÕES
6.1 RESULTADOS
6.1.4 PARÂMETROS DE ORIENTAÇÃO EXTERIOR
• Falta de precisão na determinação da atitude da câmera;
• Não foram utilizados no processamento inicial;
• Tratamento estatístico:
71
6. RESULTADOS E DISCUSSÕES
RESULTADOS
6.1.5 VARIAÇÃO DA ATITUDE DO SISVANT NA TOMADA DAS FOTOS
72
6. RESULTADOS E DISCUSSÕES
6.1 RESULTADOS
6.1.6 ALINHAMENTO DAS FOTOGRAFIAS
• Grande tempo de processamento computacional;
• Densa nuvem de pontos – Tie Points;
73
6. RESULTADOS E DISCUSSÕES
6.1 RESULTADOS
6.1.6 ALINHAMENTO DAS FOTOGRAFIAS
IDENTIFICAÇÃO MANUAL
DOS PONTOS DE APOIO
74
6. RESULTADOS E DISCUSSÕES
6.1 RESULTADOS
6.1.7 COMPROMETINDO DO PLANO DE VOO
Variações atmosféricas (vento)
75
6. RESULTADOS E DISCUSSÕES
6.1 RESULTADOS
6.1.8 OBTENÇÃO DO MODELO DIGITAL DE ELEVAÇÃO
Grade Irregular Triangular (TIN)
Sem Pontos de Apoio
Triângulos com 274.813 faces
Com Pontos de Apoio
Triângulos com 543.381
faces
76
6. RESULTADOS E DISCUSSÕES
6.1 RESULTADOS
6.1.8 OBTENÇÃO DO MODELO DIGITAL DE ELEVAÇÃO
Ambos processamentos:
Fidedignidade da representação
da área de estudo
77
6.1 RESULTADOS
Agisoft Photo Scan v.2014
Global Mapper v.15
78
6.1 RESULTADOS
Agisoft Photo Scan v.2014
Global Mapper v.15
79
6. RESULTADOS E DISCUSSÕES
6.1 RESULTADOS
6.1.9 ORTOFOTOCARTAS
80
6. RESULTADOS E DISCUSSÕES
6.1 RESULTADOS
6.1.10 CONTROLE DE QUALIDADE DOS PRODUTOS OBTIDOS
Configuração nº
Pontos Apoio
Pontos Verificação
01
Sem Pontos Apoio
15 P. V.
02
12 P. A.
15 P. V.
03 C.G Arc Map
12 P. A.
15 P. V.
04 C. G. Google
12 P. A.
15 P. V.
05
7 P. A.
7 P. V.
06
20 P. A.
7 P. V.
̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅
̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅
Foram calculadas as discrepâncias (Δx, Δy, Δz), suas médias (Δ𝑥̅̅̅̅,Δ𝑦̅̅̅̅,Δ𝑧̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅),
valores máximos e mínimos, e desvios padrão (SΔx, SΔy, SΔz)
81
6. RESULTADOS E DISCUSSÕES
6.1.10 CONTROLE DE QUALIDADE DOS PRODUTOS OBTIDOS
ANÁLISE DE TENDÊNCIA
Configurações nº 01 a 04
A ocorrência de tendência e o seu efeito pode ser minimizado pela subtração de seu valor a
cada coordenada lida na carta (GALO e CAMARGO, 1994).
82
6. RESULTADOS E DISCUSSÕES
6.1.10 CONTROLE DE QUALIDADE DOS PRODUTOS OBTIDOS
ANÁLISE DE TENDÊNCIA
Configurações nº 05 e 06
A ocorrência de tendência e o seu efeito pode ser minimizado pela subtração de seu valor a
cada coordenada lida na carta (GALO e CAMARGO, 1994).
83
6. RESULTADOS E DISCUSSÕES
6.1.10 CONTROLE DE QUALIDADE DOS PRODUTOS OBTIDOS
ANÁLISE DE EXATIDÃO
Decreto nº 89.917/84 – PEC-P. C. Digitais
Conf.
Planimetria
Tendência
Altimetria
Tendência
Outlier
ASPRS
Nº 01
1:500.000 (B)
Sim
N/C
Sim
Sim
N/C
Nº 02
1:10.000 (D)
Não
1.50.000 (B) – 20m
Não
Sim
1:50.000
Nº 03
1:25.000 (C)
Sim – X e Y
-
-
Sim
1:50.000
Nº 04
1:25.000 (C)
Sim – Y
-
-
Sim
1:50.000
Nº 05
1:25.000 (C)
Não
1:50.000 (B) – 50m
Não
Sim
1:50.000 (alt)
1:100.000 (plan)
Nº 06
1:25.000 (B)
Não
1:50.000 (B) – 50m
Não
Sim
1:50.000 (alt)
1:50.000 (plan)
84
6. RESULTADOS E DISCUSSÕES
6.1.10 CONTROLE DE QUALIDADE DOS PRODUTOS OBTIDOS
RECOMENDAÇÕES ASPRS/1990 - RMS
Configurações nº 01 a 04
(GEMAEL, 1994).
6. RESULTADOS E DISCUSSÕES
6.1.10 CONTROLE DE QUALIDADE DOS PRODUTOS OBTIDOS
RECOMENDAÇÕES ASPRS/1990 - RMS
Configurações nº 05 e 06
(GEMAEL, 1994).
7. CONCLUSÕES E RECOMENDAÇÕES
7.1 CONCLUSÕES
• Todas configurações de ortofotocartas obtiveram alta resolução
espacial (GSD = 8,9 cm);
• Para se conseguir qualidade dos dados: hardwares e softwares
avançados, operadores qualificados, planejamento e execução da
operação rigorosamente cuidadosa;
• Deve-se, portanto, controlar a qualidade dos dados ao longo de todo
processo;
87
7. CONCLUSÕES E RECOMENDAÇÕES
7.1 CONCLUSÕES
• Os aspectos que têm maior influência sobre a precisão dos dados:
- Número de pontos de apoio e de controle (GCP);
- Qualidade dos sensores embarcados (integração GPS/INS),
- Calibração da câmera;
- Estabilidade da plataforma (sobreposições > 80/70%);
- Consistência do bloco fotogramétrico (processamento).
88
7. CONCLUSÕES E RECOMENDAÇÕES
7.1 CONCLUSÕES
• Para grandes áreas, a seleção e filtragem das fotografias se fazem
necessárias;
• Escolha da área de estudo: rural, distante de local densamente
povoado;
• Respeitou-se a Circular de Informações Aeronáuticas (AIC) nº 21/10
(ANAC, 2010) que proíbe voos sobre cidades, povoados, lugares
habitados ou sobre grupo de pessoas ao ar livre;
89
7. CONCLUSÕES E RECOMENDAÇÕES
7.1 CONCLUSÕES
• Fotografias apresentaram distorções radiocêntricas provocadas pela
não calibração das lentes  afetou a qualidade final do
processamento;
• Agisoft PhotoScan Professional, versão 1.0.4 do ano de 2014: fluxo
de trabalho automático;
• Geradas 6 distintas configurações de ortofotocartas e comparadas
entre si;
90
7. CONCLUSÕES E RECOMENDAÇÕES
7.1 CONCLUSÕES
• A pré-sinalização se mostrou eficaz, uma vez que regiões com mata
nativa apresentam dificuldade na definição de feições naturais para a
seleção de pontos de controle, principalmente nas bordas do bloco;
• Pela análise estatística da qualidade geométrica:
- Os processamentos que utilizaram pontos de apoio (escala 1:10.000),
apresentaram resultados na ordem de 50 vezes superiores ao do
processamento sem pontos de apoio (escala 1:500.000);
- ASPRS/1990 é mais rigorosa que o PEC-PCD/2011.
91
7. CONCLUSÕES E RECOMENDAÇÕES
7.1 CONCLUSÕES
• MITSHITA et al., 2014; SILVA et al., 2014; MORO, 2013; ROBERTO,
2013, alcançaram ótimos resultados (RMS das discrepâncias inferior
à 1,0 metro na planimetria e altimetria).
• Entretanto, consideraram pequenas áreas de estudo (< 3 km²),
gerando pequenos blocos de processamento, com poucas
fotografias contidas (< 100).
• O protótipo utilizado no presente trabalho não está totalmente apto
para aplicações fotogramétricas, devido, principalmente, à
imprecisão dos sensores embarcados.
92
7. CONCLUSÕES E RECOMENDAÇÕES
7.1 CONCLUSÕES
• A utilização de um SISVANT de baixo custo é mais indicada para:
- Identificação e avaliação de Passivos Ambientais;
- Elaboração de Inventários Florestais;
- Inspeções e mapeamentos temáticos;
- Uso da terra, monitoramento de ocupações irregulares;
- Fiscalização e apoio ao (re)ordenamento territorial;
- Extração de informações atualizadas (curta defasagem temporal).
93
7. CONCLUSÕES E RECOMENDAÇÕES
7.2 RECOMENDAÇÕES
• Calibração das câmeras não métricas;
• Integração entre receptor GPS geodésico, sistema inercial de alta
precisão, LIDAR, outros.
• Traçar comparativos de processamentos entre outras ferramentas
computacionais disponíveis:
- Aerial Photo Survey (APS) da MENCI Software;
- Pix4Dmapper da Pix4D;
- LPS (Leica Photogrammetric Suite) da Erdas.
94
8. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
AGÊNCIA NACIONAL DE AVIAÇÃO CIVIL. Instrução Suplementar (IS) Nº 21-021 – Revisão A. Apresentação de Dados Requeridos para
Certificação Suplementar de Tipo. 2012.
______. Decisão nº 127, de 29 de novembro de 2011. Autoriza a operação aérea de Aeronave Remotamente Pilotada do Departamento
de Polícia Federal.
AGISOFT. Photo Scan User Manual: Professional Edition, Version 1.0.0. 2013
AGOSTINHO, F; OLIVEIRA FILHO, P. C. de Obtenção de fotografias aéreas de pequeno formato e videografia por meio de
aeromodelo artesanal adaptado. In: XV Simpósio Brasileiro de Sensoriamento Remoto, Curitiba, PR, Brasil, 2011.
ALVES JUNIOR, L. R.; CÔRTES, J. B. R.; FERREIRA, M. E. Validação de mosaicos aerofotogramétricos utilizando fotografias obtidas
com câmara digital não métrica acoplada a um VANT. In: Anais do XXV Congresso Brasileiro de Cartografia. 2013.
AMERICAN SOCIETY FOR PHOTOGRAMMETRY AND REMOTE SENSING (ASPRS). Accuracy Standards for Large-Scale Maps.
Professional Practicing Division. 1990
ANDRADE, J. B. Fotogrametria – Revista, ampliada e atualizada. 2ª Ed. SBEE, Curitiba, 2003.
ANTUNES, A. F. B. Iniciando em Geoprocessamento. Universidade Federal do Paraná. Curitiba, 2013.
ANTUNES, A. F. B.; LINGNAU, C. Uso de Índices de Acurácia para Avaliação de Mapas Temáticos Obtidos por Meio de Classificação
Digital. In: III Congresso e Feira para Usuários de Geoprocessamento. Curitiba, 1997.
ARIZA, F. J. Calidad em la producción cartográfica. Madrid, RA-MA, 2002. 387p.
ASPIAZÚ, C.; ALVES, L. M.; VALENTE, O. F. Os modelos digitais de terrenos conceituação e importância. Boletim de Pesquisa Florestal,
Colombo, n.21, p.27-36, dez. 1990.
95
8. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
BARRY, P.; COAKLEY, R. Field accuracy test of rpas photogrammetry In: International Archives of the photogrammetry, Remote
Sensing and Spatial Information Sciences, Volume XL-1/W2, UAV-g2013, Rostock, Germany, 2013.
BRASIL. Decreto n º 89817, de 20 de junho de 1984. Instruções Reguladoras das Normas Técnicas da Cartograf ia Nacional. Diário
Oficial da União. Brasília, 1984.
______. Diário Oficial da União nº 112 - seção 01. Portaria Normativa nº 606/MD, de 11 de junho de 2004. Brasília, 2004.
______. Departamento de Controle do Espaço Aéreo – DECEA. AIC nº 21/10, de 23 de setembro de 2010. Informações necessárias para o
uso de veículos aéreos não tripulados no espaço aéreo brasileiro. Rio de Janeiro, 2010.
CÂMARA, G.; DAVIS, C.; MONTEIRO, A. M. V. Introdução à Ciência da Geoinformação. Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais.
Ministério da Ciência e Tecnologia. São José dos Campos, 2001.
COMISSÃO NACIONAL DE CARTOGRAFIA (CONCAR-EB). Especificação Técnica para Estruturação de Dados Geoespaciais Vetoriais
(ET-EDGV). Estrutura de Dados Geoespaciais Vetoriais (EDGV). Infraestrutura Nacional de Dados Espaciais (INDE). Diretoria de Serviço
Geográfico (DSG). 2011.
COSTA, G. C.; SILVA, D. C. Pré-sinalização de pontos de apoio em aerofotogrametria com câmeras de pequeno formato. In: Anais do IV
Simpósio Brasileiro de Ciências Geodésicas e Tecnologias da Geoinformação. Recife, 2012.
CUNHA, R. M. P.; BULLA, L. A. S.; HARTMANN, C. Uso de imagens de pequeno formato como instrumento na elaboração e
implantação de projetos costeiros. O sistema ADAR 1000. Porto Alegre, 2009.
DALMOLIN, Q.; LEAL, E. M. Análise da qualidade posicional em bases cartográficas geradas em CAD. Boletim de Ciências Geodésicas,
Curitiba, v. 7, n. 1, p. 21-40, 2001.
96
VANT: Uma ameaça a Fotogrametria?
Valter Xavier Aguiar.
“Tendemos a superestimar o efeito de uma nova tecnologia em
curto prazo e a subestimar o seu efeito em longo prazo”.
Lei de Amara.
97
98
MUITO OBRIGADO!
Cristhyano Cavali da Luz
E-mail: [email protected]
Tel.: (42) 9912-7338

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