Ajustamento de observações: uma interpretação geométrica para o método dos mínimos quadrados

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

Teoria de confiabilidade generalizada para múltiplos outliers: apresentação, discussão e comparação com a teoria convencional

Após o ajustamento de observações pelo método dos mínimos quadrados (MMQ) ter sido realizado, é possível a detecção e a identificação de erros não aleatórios nas observações, por meio de testes estatísticos. A teoria da confiabilidade faz uso de medidas adequadas para quantificar o menor erro detectável em uma observação, e a sua influência sobre os parâmetros ajustados, quando não detectado. A teoria de confiabilidade convencional foi desenvolvida para os procedimentos de teste convencionais, como o data snooping, que pressupõem que apenas uma observação está contaminada por erros grosseiros por vez. Recentemente foram desenvolvidas medidas de confiabilidade generalizadas, relativas a testes estatísticos que pressupõem a existência, simultânea, de múltiplas observações com erros (outliers). O objetivo deste trabalho é apresentar, aplicar e discutir a teoria de confiabilidade generalizada para múltiplos outliers. Além da formulação teórica, este artigo também apresenta experimentos realizados em uma rede GPS (Global Positioning System), onde erros propositais foram inseridos em algumas observações e medidas de confiabilidade e testes estatísticos foram calculados utilizando a abordagem para múltiplos outliers. Comparações com a teoria de confiabilidade convencional também são realizadas. Por fim, apresentam-se as discussões e conclusões obtidas com estes experimentos

Planejamento de redes geodésicas resistentes a múltiplos outliers

Ao se planejar o levantamento de uma rede geodésica, deseja-se que as observações a serem realizadas e as coordenadas dos pontos a serem estimadas atendam critérios de precisão e confiabilidade pré-estabelecidos de acordo com os objetivos do projeto. Na etapa de pré-análise, antes mesmo da coleta das observações, é possível estimar a precisão e confiabilidade da rede, estipulando uma geometria/configuração para a mesma e a precisão esperada para as observações. O objetivo deste artigo é apresentar o planejamento de uma rede geodésica que atenda critérios de precisão e confiabilidade, considerando a possível existência de dois ou mais erros não detectados nas observações, bem como a influência (simultânea) destes erros sobre os parâmetros (coordenadas ajustadas dos vértices). Além da revisão teórica, experimentos foram realizados em uma rede GNSS, onde foram estipulados critérios de precisão e confiabilidade considerando a existência de até duas observações contaminadas por erros (outliers), de maneira simultânea. O planejamento da rede foi feito por meio do método da tentativa e erro. Depois do processamento dos dados e do ajustamento da rede, se verificou que os critérios de precisão e confiabilidade que foram estipulados na etapa de pré-análise foram devidamente obtidos

Modelamiento geométrico del cambio de coordenadas UTM causadas por mudanza de referencial geodésico: Caso Sirgas - Chile

Los avances tecnológicos de las últimas décadas han permitido determinar cada vez con mayor precisión, las dimensiones, forma y campo gravitacional de la Tierra. Estas nuevas tecnologías y sus métodos de observación y análisis, admiten el uso de distintos Sistemas Geodésicos de Referencia (SGR) que hacen posible la descripción de posición de cualquier punto sobre la superficie terrestre con precisiones sub-métricas. Actualmente en Chile hay diversos SGR usados en la generación de productos cartográficos, tales como el Datum Provisorio Sudamericano de 1956 (PSAD56), el Datum Sudamericano de 1969 (SAD69) y el nuevo Sistema de Referencia Geocéntrico para las Américas (SIRGAS). Este último, a diferencia de los dos anteriores, es un sistema geocéntrico actual, compatible en precisión y exactitud con las modernas tecnologías de posicionamiento. Actualmente, el Instituto Geográfico Militar de Chile (IGM) promueve la adopción del nuevo sistema SIRGAS e indica el modelo y los parámetros oficiales de transformación para la cartografía nacional a escala 1:50.000. Con la adopción de SIRGAS, una cantidad significativa de documentos cartográficos, en pleno uso actualmente, deberán ser transformados o adecuados al nuevo referencial geodésico. Existen diversos métodos y modelos, propuestos en la geodesia, para la transformación de valores de coordenadas asociados a un SGR en valores de coordenadas asociados a otro SGR. En el presente trabajo se realiza un análisis del impacto del cambio de referencial geodésico SIRGAS en la geometría de los rasgos representados en el sistema de proyección Universal Transversa de Mercator, para el caso de Chile continental sudamericano. Posteriormente, se definen modelos y parámetros alternativos al procedimiento clásico de transformación de coordenadas. Los resultados muestran que los modelos alternativos son eficaces en el caso de Chile

DESIGN OF GEODETIC NETWORKS BASED ON OUTLIER IDENTIFICATION CRITERIA: AN EXAMPLE APPLIED TO THE LEVELING NETWORK

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

Integração de imagem aérea de alta resolução e dados de varredura a laser na classificação de cenas urbanas para detectar regiões de via

O problema de extração automática da malha viária urbana é extremamente complexo, uma vez que em cenas urbanas as vias apresentam forte interação com os outros objetos da cena (vegetação, edificações, veículos etc.). Esse problema pode ser simplificado se regiões correspondente às vias forem previamente isoladas. Na sequência, a malha viária urbana pode ser extraída baseando-se apenas nessas regiões, reduzindo a área de busca e o esforço computacional. A classificação de imagens pode ser usada no intuito de isolar as regiões de via, mas em cenas urbanas complexas a utilização de somente dados espectrais pode não ser suficiente para separar com confiabilidade classes com comportamento espectral similar. Para contornar esse problema, é proposta a integração dos dados geométricos e radiométricos de varredura a laser com imagem aérea RGB de alta resolução numa classificação por Redes Neurais Artificiais, tendo por foco principal o isolamento de regiões de via. O benefício desta integração foi verificado usando diferentes combinações de dados de entrada na rede. Os experimentos mostraram que a combinação que integra diferentes fontes de dados permitiu separar a classe via com melhor acurácia e que problemas relacionados com as respostas espectrais similares foram minimizados

Preparation and Application of Electrodes in Capacitive Deionization (CDI): a State-of-Art Review

As a promising desalination technology, capacitive deionization (CDI) have shown practicality and cost-effectiveness in brackish water treatment. Developing more efficient electrode materials is the key to improving salt removal performance. This work reviewed current progress on electrode fabrication in application of CDI. Fundamental principal (e.g. EDL theory and adsorption isotherms) and process factors (e.g. pore distribution, potential, salt type and concentration) of CDI performance were presented first. It was then followed by in-depth discussion and comparison on properties and fabrication technique of different electrodes, including carbon aerogel, activated carbon, carbon nanotubes, graphene and ordered mesoporous carbon. Finally, polyaniline as conductive polymer and its potential application as CDI electrode-enhancing materials were also discussed

TOPOGRAFIA DE TÚNEIS COM LASER SCANNER TERRESTRE: ESTUDO DE CASO

Apresenta-se a aplicação da tecnologia Laser Scanner 3D terrestre ao levantamento do túnel de adutora, escavado em rocha. Depois de apresentar o local, é descrito o problema, que consiste no levantamento preciso do túnel para identificar e coletar dados para quantificar alterações na sua secção transversal com relação à secção prevista em projeto, para a posterior correção desses defeitos. São resumidos os principais métodos possíveis de levantamento, listando prós e contras de cada um. A seguir mostram-se os fundamentos dessa tecnologia de levantamento bem como a metodologia dos trabalhos de campo e de escritório, incluindo o cálculo das coordenadas dos pontos do túnel. Finaliza-se com o controle de qualidade e uma avaliação do método, indicando seus pontos fortes comparado com outras metodologias