Validação da determinação de deslocamentos relativos em obras de engenharia obtidos com técnica geodésica e medidores triortogonais de junta

Orientadores : Prof. Dr. Pedro Luis FaggionDissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências da Terra, Programa de Pós-Graduação em Ciências Geodésicas. Defesa: Curitiba, 26/02/2014Inclui referências : f. 102-105Área de concentração: GeodésiaResumo: O presente trabalho objetiva validar a determinação de deslocamentos relativos obtidos através de técnica Geodésica (poligonação e irradiação) em relação aos derivados de leituras em Medidores Triortogonais de Junta - MTJ. Estes medidores estão instalados nas juntas de dilatação entre blocos, no interior da galeria da barragem da Usina Hidrelétrica Mauá, localizada no Rio Tibagi, na divisa dos municípios de Telêmaco Borba e Ortigueira, estado do Paraná. Para isso, foi definido e implementado um sistema de referência local, apoiado nos pilares da Rede Geodésica de Monitoramento existente. A partir de um destes pilares e tendo outro como orientação, seguiu-se com uma poligonal por dentro da galeria da barragem e através da técnica de irradiação 3D levantou-se pontos de monitoramento instalados próximos aos MTJ. A partir das coordenadas dos pontos, foram determinadas as componentes de vetores espaciais as quais são usadas para a determinação dos deslocamentos relativos entre os blocos, com respeito a uma época de referência. Estes deslocamentos foram confrontados, em um Diagrama de Caixa, com os deslocamentos obtidos através de leituras nos MTJ.Com base nos resultados encontrados, os diagramas mostraram que os deslocamentos 2D e 3D obtidos por topografia apresentaram magnitude entorno de cinco e nove vezes maior que os medidos pelos MTJ e com um grau de dispersão de valores também superior. Palavras - Chave: Deslocamentos, Medidores Triortogonais, Monitoramento GeodésicoAbstract: The present study aims to validate the determination of relative displacements obtained by Geodesic techniques (traverse and irradiations), compared to those derived from readings on Joint Gauges-JG. This JG are installed on the contraction joints between blocks, inside the gallery of the Mauá Power Plant Dam, at the Rio Tibagi, border of the cities of Telêmaco Borba and Ortigueira, Parana State. For this, a local reference system was defined and implemented, supported on pillars of the existing Local Geodetic Network. From one of these pillars and taking another as orientation, a traverse was conducted thru the inside of the inspection gallery of the dam and 3D coordinates of monitoring points installed close to the JG were surveyed. From the coordinates of the points, were calculated spatial vectors components, which would be used for the determination of the relative displacements between blocks with respect to a reference epoch .These displacements along with the displacements obtained through readings on JG were verified in a box plot diagram. Based on these results, the diagrams showed that the 2D and 3D displacements obtained by topography showed a magnitude of five and nine times higher than those measured through the JG and a degree of dispersion also with superior values Key Words: Displacements, Joint Gauges, and Geodetic Monitorin

USE OF UAV PLATFORM AS AN AUTONOMOUS TOOL FOR ESTIMATING EXPANSION ON INVADED AGRICULTURAL LAND

For a long time, in many countries, questions involving disputes about land ownership has generated demand for geoinformation and documentation. In most cases, access for researchers is restricted or humanely impossible by eminence of conflicts, even armed. In these cases, researchers use Remote Sensing and Photogrammetry to enable their studies. However, the dynamics of the phenomenon being studied often requires approaches that traditional techniques become unviable or unable to fulfil. This work shows the results of an approach that used a photogrammetric UAV platform to take pictures of an invaded rural area in Brazil and estimate its expansion over two years. From the taken images, mosaics were generated and then classified using Decision Tree to identify tents. Then it was developed a Matlab algorithm, to detect and quantify the tents on the classified Images. It was possible to infer that there was an expansion of 7.3% between the two analyzed dates and probably more than three thousand people occupied the invasion site

QUALITY ASSESSMENT IN ORTHOMOSAICS PRODUCED FROM IMAGES OBTAINED WITH UNMANNED AERIAL VEHICLE WITHOUT THE USE OF SUPPORT POINTS

UAVs (Unmanned aerial vehicle) have been widely used in the generation of orthomosaics and digital elevation models (DEM) that give support geospatial analyzes. Sometimes these analyzes require rapid surveys and/or are make in remote areas, which makes it unfeasible to use UAVs associated with the points of support for the correction of position, adjustment and evaluation of the quality of orthomosaic and MDEs. Currently it is possible to automate the generation of these products using pre-established routines available in specialized programs to manipulation UAV´s images. This work evaluates the planimetric quality of the orthomosaics produced from images collected with UAVs associated with the use of automated routines of specialist software, without the use of support points. As a result, it was observed that 100% of the orthomosaics obtained was classified into Class A of the scale 1: 50,000  or higher (PEC-PCD - Cartographic Accuracy Standard of Digital Cartographic Products) and, the best planimetric accuracy was 1:5000. The orthomosaics showed regular pattern of error distribution, not presenting preferred areas of deformation (edge / center). The errors in the measured distances in orthomosaics are less than 1.6% of the measured distance.As RPAs (Aeronaves Remotamente Pilotadas) têm sido amplamente utilizadas na geração de ortomosaicos e modelos digitais de elevação (MDE), que subsidiam as análises geoespaciais. Por vezes, estas análises demandam levantamentos rápidos e/ou são feitos em áreas remotas, o que inviabiliza o uso de RPAs associadas a pontos de apoio para a correção da posição, ajuste e avaliação da qualidade dos ortomosaicos e MDEs. Atualmente é possível a geração automatizada destes produtos através do uso de rotinas preestabelecidas disponíveis em programas especializados na manipulação das imagens obtidas pelas RPAs. Este trabalho avaliou a qualidade planimétrica dos ortomosaicos produzidos a partir de imagens coletadas com RPAs criados a partir do uso de rotinas automatizadas de software especialista, sem o emprego de pontos de apoio de campo. Como resultado observou-se que 100% dos ortomosaicos produzidos enquadram-se na Classe A da escala 1:50.000 ou superior (PEC-PCD - Padrão de Exatidão Cartográfica dos Produtos Cartográficos Digitais), sendo a melhor acurácia planimétrica obtida compatível com a escala 1:5.000. Os ortomosaicos apresentaram padrão regular de distribuição do erro, não apresentando áreas preferenciais de deformação. Os erros nas distâncias obtidas nos ortomosaicos são inferiores a 1,6% ao valor da distância medida

Validação da determinação de deslocamentos relativos em obras de engenharia obtidos com técnica geodésica e medidores triortogonais de junta

Orientadores : Prof. Dr. Pedro Luis FaggionDissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências da Terra, Programa de Pós-Graduação em Ciências Geodésicas. Defesa: Curitiba, 26/02/2014Inclui referências : f. 102-105Área de concentração: GeodésiaResumo: O presente trabalho objetiva validar a determinação de deslocamentos relativos obtidos através de técnica Geodésica (poligonação e irradiação) em relação aos derivados de leituras em Medidores Triortogonais de Junta - MTJ. Estes medidores estão instalados nas juntas de dilatação entre blocos, no interior da galeria da barragem da Usina Hidrelétrica Mauá, localizada no Rio Tibagi, na divisa dos municípios de Telêmaco Borba e Ortigueira, estado do Paraná. Para isso, foi definido e implementado um sistema de referência local, apoiado nos pilares da Rede Geodésica de Monitoramento existente. A partir de um destes pilares e tendo outro como orientação, seguiu-se com uma poligonal por dentro da galeria da barragem e através da técnica de irradiação 3D levantou-se pontos de monitoramento instalados próximos aos MTJ. A partir das coordenadas dos pontos, foram determinadas as componentes de vetores espaciais as quais são usadas para a determinação dos deslocamentos relativos entre os blocos, com respeito a uma época de referência. Estes deslocamentos foram confrontados, em um Diagrama de Caixa, com os deslocamentos obtidos através de leituras nos MTJ.Com base nos resultados encontrados, os diagramas mostraram que os deslocamentos 2D e 3D obtidos por topografia apresentaram magnitude entorno de cinco e nove vezes maior que os medidos pelos MTJ e com um grau de dispersão de valores também superior. Palavras - Chave: Deslocamentos, Medidores Triortogonais, Monitoramento GeodésicoAbstract: The present study aims to validate the determination of relative displacements obtained by Geodesic techniques (traverse and irradiations), compared to those derived from readings on Joint Gauges-JG. This JG are installed on the contraction joints between blocks, inside the gallery of the Mauá Power Plant Dam, at the Rio Tibagi, border of the cities of Telêmaco Borba and Ortigueira, Parana State. For this, a local reference system was defined and implemented, supported on pillars of the existing Local Geodetic Network. From one of these pillars and taking another as orientation, a traverse was conducted thru the inside of the inspection gallery of the dam and 3D coordinates of monitoring points installed close to the JG were surveyed. From the coordinates of the points, were calculated spatial vectors components, which would be used for the determination of the relative displacements between blocks with respect to a reference epoch .These displacements along with the displacements obtained through readings on JG were verified in a box plot diagram. Based on these results, the diagrams showed that the 2D and 3D displacements obtained by topography showed a magnitude of five and nine times higher than those measured through the JG and a degree of dispersion also with superior values Key Words: Displacements, Joint Gauges, and Geodetic Monitorin

Estudo da influência da geometria de voo na obtenção de produtos cartográficos empregando recobrimento aéreo com VANT e técnica fotogramétrica SFM

Orientador: Prof. Dr. Edson A. MitishitaTese (doutorado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências da Terra, Programa de Pós-Graduação em Ciências Geodésicas. Defesa : Curitiba, 27/02/2019Inclui referências: p. 232-240Resumo: O uso de plataformas aéreas remotamente pilotadas em aplicações de sensoriamento remoto tem sido cada vez mais frequente. Estas plataformas tem dado a muitas pessoas, a oportunidade de adquirir dados para aplicações variadas a um custo baixo em relação às plataformas tripuladas e sensores orbitais. Facilidades trazidas por novas abordagens de processamento de imagens, como o "Structure from Motion (SfM)", tem permitido um elevado grau de automação na extração de geoinformação a partir das imagens coletadas. Todavia, a maioria dos trabalhos se concentra em discorrer sobre as aplicações da plataforma e os resultados obtidos. Quase nada é dito sobre as escolhas das geometrias de voo, ou se elas exerceram, eventualmente, influências nos produtos cartográficos gerados. Dentro do contexto exposto, este trabalho tratou de investigar a existência de influências de distintas configurações de recobrimento de voo sobre as exatidões dos produtos cartográficos gerados a partir da abordagem SfM. Em uma área de aproximadamente 39 hectares foram executados recobrimentos com altura de voo de 100 m e 200 m, tomando imagens verticais e inclinadas em faixas de voo convencionais e com direções cruzadas. A partir dos recobrimentos executados foram conduzidos experimentos que trataram de investigar as precisões e exatidões obtidas para a nuvem densa na etapa da aerotriangulação, a qualidade visual da nuvem densa quanto à reconstrução tridimensional de objetos, análises das exatidões planimétrica do Ortomosaico e altimétrica do MDT. Além disso, também são investigadas as influências da disponibilidade de pontos de apoio e os efeitos da autocalibração na exatidão da nuvem densa. Resultados apontaram que o uso de maiores sobreposições não implica necessariamente em melhores exatidões. Contudo, o uso de faixas de voo cruzadas e imagens inclinadas, independente da porcentagem de sobreposição entre fotos e faixas, contribuem de forma significativa para a obtenção de melhores exatidões. Palavras-chave: VANT, Fotogrametria, Plano de voo, Ortomosaico, MDT.Abstract: The use of remotely piloted aircraft platforms in remote sensing has been increasingly frequent. These platforms have given many users the opportunity to acquire data for a variety of applications at a low cost in relation to manned platforms and orbital sensors. Facilities brought by new image processing approaches, such as "Structure from Motion (SfM)", have allowed a high degree of automation in the extraction of geo-information from the collected images. However, most of the published papers are focused mainly on the applications itself and the results obtained. Almost nothing is said about the choices of flight geometries, or whether they have exerted, eventually, influences at the generated cartographic products. In this context, this work investigated the existence of influences of different flight configurations (geometries), on the accuracy obtained in different cartographic products using the SfM approach. In an area of approximately 39 hectares, flights were performed with heights of 100 m and 200 m, taking vertical and tilted images (±10º) in parallel and cross strips directions. From these flights, experiments were carried out to investigate the precision and accuracy obtained for the dense cloud, in the aerotriangulation stage, the visual quality of the dense cloud in terms of the tridimensional object reconstruction was checked, Orthomosaic planimetric accuracy and height accuracy of the DTM. In addition, the influences of the ground control point availability and the effects of self-calibration (in situ camera calibration) on the accuracy of the dense cloud were also investigated. Results showed that the use of greater overlaps does not necessarily imply better accuracy. However, the use of cross-flight strips and tilted images, regardless of the overlap percentage between photos and strips, significantly contribute to achieving better accuracies. Keywords: UAV, Photogrammetry, Flight Plan, Ortomosaic, DTM

Utilização de espelho de reflexão frontal aliado ao nivelamento geométrico para determinação de desnível de pontos em ambientes confinados

O propósito deste trabalho é avaliar a utilização de um nível geodésico em conjunto com um espelho plano de reflexão frontal na determinação de desníveis de primeira ordem em ambientes confinados. Para isso, foi definido um modelo matemático baseado no princípio da retificação de níveis, o qual consiste em determinar a inclinação aplicada ao espelho e assim projetar as leituras realizadas na mira para um plano horizontal comum a todas. A fim de se validar o modelo matemático utilizado foi realizada uma série de experimentos, nos quais se constatou a real possibilidade de utilização da técnica, pois foram encontrados erros, de no máximo 5mm, que estão associados à modelagem da atitude do espelho, sendo recomendável um estudo da relação dos erros com a atitude do espelho

USE OF UAV PLATFORM AS AN AUTONOMOUS TOOL FOR ESTIMATING EXPANSION ON INVADED AGRICULTURAL LAND

Abstract: For a long time, in many countries, questions involving disputes about land ownership has generated demand for geoinformation and documentation. In most cases, access for researchers is restricted or humanely impossible by eminence of conflicts, even armed. In these cases, researchers use Remote Sensing and Photogrammetry to enable their studies. However, the dynamics of the phenomenon being studied often requires approaches that traditional techniques become unviable or unable to fulfil. This work shows the results of an approach that used a photogrammetric UAV platform to take pictures of an invaded rural area in Brazil and estimate its expansion over two years. From the taken images, mosaics were generated and then classified using Decision Tree to identify tents. Then it was developed a Matlab algorithm, to detect and quantify the tents on the classified Images. It was possible to infer that there was an expansion of 7.3% between the two analyzed dates and probably more than three thousand people occupied the invasion site