Desenvolvimento e avaliação de um sistema de vôo apoiado por GPS para aerotriangulação por feixes de raios

Orientador: Edson A. MitishitaCo-orientador: Jorge S. CentenoDissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências da Terra, Programa de Pós-Graduação em Ciências Geodésicas. Defesa: Curitiba, 2005Inclui bibliografiaResumo: O presente trabalho consiste no desenvolvimento de metodologias que têm por objetivo principal a concepção de um sistema de baixo custo para a realização da aerotriangulação por feixes de raio (Bundle Adjustment) com base em vôo apoiado por GPS e câmara aerofotogramétrica Wild RC-10. Inicialmente é apresentada uma metodologia de montagem da antena GPS na aeronave, em posição próxima a vertical do centro perspectivo da câmera aerofotogramétrica, visando uma melhor modelagem matemática da aerotriangulação. A seguir e apresentada a metodologia de interpolação da posição da aeronave no instante exato da exposição fotográfica. Empregou-se um modelo polinomial de baixa ordem e o Filtro de Kalman. Apresenta-se uma revisão sobre os aspectos mais relevantes do Filtro de Kalman, necessários para o desenvolvimento do interpolador. Os métodos de interpolação propostos são rigorosamente testados e seus resultados são apresentados. Duas metodologias de processamento da aerotriangulação com base no vôo apoiado são propostas: uma é a convencional que foi a utilizada com maior freqüência nos nas pesquisas realizadas nesta área até a presente data, e outra que leva em consideração a velocidade da aeronave na modelagem matemática envolvida no processo. Para testes da metodologia são apresentados resultados obtidos com um bloco teórico e um bloco real. São testadas algumas distribuições de pontos de apoio no bloco. Os resultados obtidos com a utilização de um bloco teórico e outro real comprovam a viabilidade da metodologia proposta. Ao final apresentam-se as conclusões e recomendações obtidas na pesquisa realizada.Abstract: The present work consists on the development of methodologies that have as main objective the conception of a low cost system for performing Bundle Block Adjustment, based on airborne GPS and an aerophotogrammetric Wild RC-10 camera. Initially a location methodology for the antenna GPS on the aircraft is presented, in a position near to the optical axis of the camera's perspective center, aiming a better mathematical modeling of the aerotriangulation. A low order polynomial model was used, and also the Kalman Filter. A revision is presented on the most relevant aspects of the Kalman Filter, necessary for the development of the interpolation algorithm. The considered interpolation methods were rigorously tested and its results are shown. Two aerotriangulation processing methodologies based on airborne GPS are proposed: one is the conventional, which were used more frequently in the researches carried through in this area until the present date; and another in which the speed of the aircraft is involved on the mathematical modeling. For testing the methodology, are presented results given from a theoretical block and a real block. The optimal control point distributions in the block are also tested. The results given with the use of a theoretical block, and another real, prove the viability of the proposed methodology. At the end the conclusions and recommendations are presented

ANÁLISE DO USO COMBINADO DE PARÂMETROS DE CALIBRAÇÃO CONVENCIONAIS E DE CALIBRAÇÃO EM SERVIÇO NA AEROTRIANGULAÇÃO DE AEROFOTOS OBTIDAS COM CÂMERA DE BAIXO CUSTO

O interesse pela utilização de câmeras digitais de pequeno formato e baixo custo vem continuamente aumentando na aerofotogrametria, como uma alternativa viável para mapeamento de pequenas áreas. Muitas pesquisas estão sendo realizadas a respeito da qualidade geométrica que essas câmeras permitem alcançar, e um ponto fundamental nessas pesquisas é a calibração desses equipamentos. A estabilidade destes equipamentos tem sido alvo de intensas pesquisas. Apesar de os parâmetros de calibração se mostrarem constantes  ao longo do tempo, as diferenças das condições ambientais durante a calibração e durante o vôo fotogramétrico podem gerar erros não-modelados pela calibração clássica. Entre as câmeras fotogramétricas digitais de grande formato, a utilização de parâmetros de calibração em serviço é padrão nas aerotriangulações. Este trabalho apresenta uma análise da inclusão desses parâmetros na aerotriangulação de um bloco de 13 imagens tomadas com uma câmera de baixo custo. Os resultados apontam para uma melhoria significativa no ajustamento quando da aplicação desses parâmetros, principalmente na altimetria

ICESat/GLAS Data as a Measurement Tool for Peatland Topography and Peat Swamp Forest Biomass in Kalimantan, Indonesia

Indonesian peatlands are one of the largest near-surface pools of terrestrial organic carbon. Persistent logging, drainage and recurrent fires lead to huge emission of carbon each year. Since tropical peatlands are highly inaccessible, few measurements on peat depth and forest biomass are available. We assessed the applicability of quality filtered ICESat/GLAS (a spaceborne LiDAR system) data to measure peatland topography as a proxy for peat volume and to estimate peat swamp forest Above Ground Biomass (AGB) in a thoroughly investigated study site in Central Kalimantan, Indonesia. Mean Shuttle Radar Topography Mission (SRTM) elevation was correlated to the corresponding ICESat/GLAS elevation. The best results were obtained from the waveform centroid (R2 = 0.92; n = 4,186). ICESat/GLAS terrain elevation was correlated to three 3D peatland elevation models derived from SRTM data (R2 = 0.90; overall difference = −1.0 m, ±3.2 m; n = 4,045). Based on the correlation of in situ peat swamp forest AGB and airborne LiDAR data (R2 = 0.75, n = 36) an ICESat/GLAS AGB prediction model was developed (R2 = 0.61, n = 35). These results demonstrate that ICESat/GLAS data can be used to measure peat topography and to collect large numbers of forest biomass samples in remote and highly inaccessible peatland forests

Quantifying Dynamics in Tropical Peat Swamp Forest Biomass with Multi- Temporal LiDAR Datasets

Tropical peat swamp forests in Indonesia store huge amounts of carbon and are responsible for enormous carbon emissions every year due to forest degradation and deforestation. These forest areas are in the focus of REDD+ (reducing emissions from deforestation, forest degradation, and the role of conservation, sustainable management of forests and enhancement of forest carbon stocks) projects, which require an accurate monitoring of their carbon stocks or aboveground biomass (AGB). Our study objective was to evaluate multi-temporal LiDAR measurements of a tropical forested peatland area in Central Kalimantan on Borneo. Canopy height and AGB dynamics were quantified with a special focus on unaffected, selective logged and burned forests. More than 11,000 ha were surveyed with airborne LiDAR in 2007 and 2011. In a first step, the comparability of these datasets was examined and canopy height models were created. Novel AGB regression models were developed on the basis of field inventory measurements and LiDAR derived height histograms for 2007 (r(2) = 0.77, n = 79) and 2011 (r(2) = 0.81, n = 53), taking the different point densities into account. Changes in peat swamp forests were identified by analyzing multispectral imagery. Unaffected forests accumulated on average 20 t/ha AGB with a canopy height increase of 2.3 m over the four year time period. Selective logged forests experienced an average AGB loss of 55 t/ha within 30 m and 42 t/ha within 50 m of detected logging trails, although the mean canopy height increased by 0.5 m and 1.0 m, respectively. Burned forests lost 92% of the initial biomass. These results demonstrate the great potential of repetitive airborne LiDAR surveys to precisely quantify even small scale AGB and canopy height dynamics in remote tropical forests, thereby featuring the needs of REDD+

Desenvolvimento e avaliaçăo de um sistema de vôo apoiado por GPS para aerotriangulaçăo por feixes de raios /

Orientador: Edson A. MitishitaCo-orientador: Jorge S. CentenoInclui bibliografi

Desenvolvimento e avaliaçăo de um sistema de vôo apoiado por GPS para aerotriangulaçăo por feixes de raios /

Orientador: Edson A. MitishitaCo-orientador: Jorge S. CentenoInclui bibliografi

On the function of “least-cost path” calculations within the project Tabula Imperii Byzantini (TIB) of the Austrian Academy of Sciences: a case study on the route Melnik-Zlatolist (Bulgaria). Anzeiger der philosophisch-historischen Klasse|Anzeiger der philosophisch-historischen Klasse, 145. Jahrgang / 2. Halbband, 2010|

Melnik, the smallest town in the Republic of Bulgaria, is part of the district of Blagoevgrad. It lies 60 km south-south-east of the districts capital bearing the same name and 9,5 km south-east of the town of Sandanski. Situated on the western slopes of the Pirin-mountains and at the river Melnika, an eastern confluent of the river Struma (Strymōn), Melnik is surrounded by sandstone cliffs, which were exposed to mechanical forces for centuries, thus shaping and altering the landscape constantly until the present day

Análise do uso combinado de parâmetros de calibração convencionais de calibração em serviço na aerotriangulação de aerofotos obtidas com câmera de baixo custo

O interesse pela utilização de câmeras digitais de pequeno formato e baixo custo vem continuamente aumentando na aerofotogrametria, como uma alternativa viável para mapeamento de pequenas áreas. Muitas pesquisas estão sendo realizadas a respeito da qualidade geométrica que essas câmeras permitem alcançar, e um ponto fundamental nessas pesquisas é a calibração desses equipamentos. A estabilidade destes equipamentos tem sido alvo de intensas pesquisas. Apesar de os parâmetros de calibração se mostrarem constantes ao longo do tempo, as diferenças das condições ambientais durante a calibração e durante o vôo fotogramétrico podem gerar erros não-modelados pela calibração clássica. Entre as câmeras fotogramétricas digitais de grande formato, a utilização de parâmetros de calibração em serviço é padrão nas aerotriangulações. Este trabalho apresenta uma análise da inclusão desses parâmetros na aerotriangulação de um bloco de 13 imagens tomadas com uma câmera de baixo custo. Os resultados apontam para uma melhoria significativa no ajustamento quando da aplicação desses parâmetros, principalmente na altimetria