LINEAR REGRESSION AND LINES INTERSECTING AS A METHOD OF EXTRACTING PUNCTUAL ENTITIES IN A LIDAR POINT CLOUD

The characteristics of data points obtained by laser scanning (LiDAR) and images have been considered complementary in the field of photogrammetric applications, and research to improve their integrated use have recently intensified. This study aim to verify the performance of determining punctual entities in a LiDAR point cloud using linear regression and intersecting lines obtained from buildings with square rooftop containing four planes (hip roof), as well as compare punctual entities three-dimensional coordinates determined by planes intersection. Our results show that the proposed method was more accurate in determining three-dimensional coordinates than plan intersection method. The obtained coordinates were evaluated and framed into the map accuracy standard for digital cartographic products (PEC-PCD), besides being analyzed for trend and precision. Accuracy analysis results frame punctual entities three-dimensional coordinates into the 1/2,000 or lower scale for Class A of PEC-PCD

Simulation-Based Design and Optimization of Frost-Free Refrigerators: A Thermoeconomic Approach

A steady-state simulation model was devised and its predictions for energy consumption were compared with experimental data obtained elsewhere, with differences not exceeding a 9% error band. The model was used to find out the evaporator air flow rate, the number of evaporator and condenser fins, the compressor size and efficiency, and the insulation thicknesses of both compartments which yield the minimum energy consumption when the total cost is constrained. The optimization led to a refrigeration system with energy consumption 18% lower than that observed for the baseline system without any cost penalty. The system performance for four different compressors including a high efficiency, a large capacity and a variable-speed one was also analyzed. According to the cost function adopted, the variable-speed compressor shall not cost 26% more than a single-speed one with the same piston displacement

Detecção de erros grosseiros nas aerotriangulações

Orientador: Prof. Dr. João Bosco LugnaniDissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Curso de Pós-Graduação em Ciências GeodésicasInclui referências: p. 242-245Resumo: A depuração dos erros grosseiros nas aerotriangulações em bloco, utilizando-se do próprio programa de ajustamento simultâneo, apresenta muitas dificuldades. O grande número de observações agrupadas, quando na presença de erros grosseiros, fazem com que o ajustamento simultâneo dos modelos ou fotos distribua enormemente os erros sobre as observações corretas. O trabalho de depuração torna-se difícil, complicado, oneroso em custo e tempo, comprometedor da precisão e confiabilidade dos resultados alcançados. No presente trabalho são apresentados algoritmos de detecção e localização de erros grosseiros nas aerotriangulações analítica e semi-analítica, dentro de um processo de depuração dos erros grosseiros que convencionou-se chamar "filtragem progressiva". O conjunto dos algoritmos concebidos gerou um sistema de programas computacionais, em linguagem Fortran, o qual permitiu a realização de um grande número de testes para verificação do desempenho do sistema. Resultados teóricos e práticos comprovam a potencialidade dos algoritmos apresentados.Abstract: The detection of gross errors in block aerialtriangulation, at the time of the simultaneous adjustment, presents some serious difficulties. The great number of observations affected by gross errors, causes the simultaneous adjustment of models or photos, distributing the errors on the correct observations too. The task of detection and indentification becomes difficult, boring, time consuming and expensive and the accuracy as well as the reliability of the results are also damaged. In this research, a set of algorithms for detection and identification of gross errors in analytical and semi-analytical aerialtriangulation is presented. It constitutes a step-by-step detection, which was named "Filtragem Progressiva". The set of algorithms conceived was implemented in a system of computational programs, in Fortran language, which allowed a vast number of tests to prove the efficiency of the system. The theoretical and pratical results of the tests showed the efficiency of the system

CALIBRATION STUDY OF A TRIMBLE ACx4 SYSTEM FOR DIRECT GEOREFERENCING MAPPING APPLICATIONS

The Trimble Aerial Camera x4 (i.e., TACx4) is a photogrammetric multi-head system manufactured by Trimble Inc.© in 2010. It has four cameras mounted together in the main structure allowing the simultaneous acquisition to generate a single synthetic image with much larger ground coverage. In addition, the cameras are also integrated with a GNSS/INS to perform “Direct” or “Integrated” Sensor Orientation. The main condition to obtain photogrammetric mapping products with high accuracy using a direct sensor orientation procedure is to execute a step known as “geometric system calibration”. In general, the photogrammetric multi-head system manufacturers perform this step using laboratory methods to obtain the parameters of cameras interior and relative orientation. Accurate mounting parameters (lever arms and “boresight misalignments”) are fundamental requirements to generate the synthetic image when georeferencing of images is applied. This paper shows a “full field” calibration method to perform the geometric system calibration of the TACx4 system and its evaluation for direct sensor orientation mapping applications. The developed method involves two steps using only aerial images: (1) estimation of the cameras interior and relative orientation parameters to generate the synthetic image and (2) estimation of the synthetic image interior orientation and the mounting parameters between the synthetic image and GNSS/INS reference systems using two different methods. The obtained results in the conventional photogrammetric project show that the proposed method allows performing the geometric system calibration of the TACx4 system achieving around 50 cm (5 pixels) in horizontal and vertical accuracies. The obtained results can be used for large-scale mapping requirements using direct sensor orientation according to Brazilian accuracy standards

UM EXERCÍCIO DE IDENTIFICAÇÃO AUTOMÁTICA DE DESATUALIZAÇÕES NA REPRESENTAÇÃO DE EDIFICAÇÕES EM BASES CARTOGRÁFICAS DE ÁREAS URBANAS

Apresenta-se nesse artigo a aplicação de uma metodologia de processamento de imagens aerofotogramétricas, associadas a dados LIDAR, para detecção automática de desatualizações na representação das edificações, em planos de informação correspondentes, de bases cartográficas de grande escala de áreas urbanas. A técnica proposta, constitui-se de rotinas clássicas de processamento de imagens aplicadas a um grande número de pequenas imagens, recortes relacionadas aos limites de lotes residenciais urbanos, obtidos automaticamente de um mosaico ortorretificado. O processo foi totalmente implementado no curso do estudo, e integra-se de rotinas da clássica metodologia de processamento de imagens. A base de dados utilizada compõe-se de: (a) base cartográfica digital, com camadas de informações associadas aos limites dos lotes e à projeção das construções sobre o terreno; (b) mosaico aerofotogramétrico georreferenciado e ortorretificado e (c) nuvem de pontos laser scanner da área de estudo. O procedimento operacional consiste no recorte automático da área associada a cada lote na imagem-mosaico, a segmentação e classificação desse produto com suporte altimétrico em função da nuvem de pontos laser scanner e formação de geometrias prováveis a serem associadas às edificações existentes. Esses procedimentos são executados sem qualquer intervenção do usuário. Um protótipo do sistema foi implantado e testado numa base de dados cedida pela Secretaria de Patrimônio da União, do litoral do RS

O Uso da Distância de Hausdorff como Medida de Similaridade em Sistemas Automáticos de Atualização Cartográfica

A automação do processo de revisão e atualização da cartografia de áreas urbanas ainda constitui um desafio aos desenvolvedores de sistemas computacionais de alta produtividade. Uma das questões que permeia esse processo é a quantificação da similaridade entre objetos representados no espaço vetorial (bases cartográficas digitais) e segmentados no espaço matricial (imagens de alta resolução). A pesquisa desenvolvida no Laboratório de Fotogrametria do Departamento de Geomática da UFPR, ora apresentada, parte da premissa da existência de dados qualificados que permitam a segmentação precisa da imagem, a associação dos segmentos gerados às edificações erigidas sobre o terreno e a adequada georreferência dos dois conjuntos de informações. A partir desse resultado, o método proposto explora uma métrica topológica robusta, a Distância de Hausdorff, para determinação da condição de atualidade da representação cartográfica em função dos elementos presentes na imagem. Os testes de desempenho dessa métrica para uma área urbana com dados disponíveis demonstram uma alta taxa de concordância quando comparados os resultados com a fotointerpretação profissional e demonstrou-se que a medida é robusta à parcial obstrução dos objetos em comparação

STUDY OF THE INTEGRATION OF LIDAR AND PHOTOGRAMMETRIC DATASETS BY <i>IN SITU</i> CAMERA CALIBRATION AND INTEGRATED SENSOR ORIENTATION

Photogrammetric and Lidar datasets should be in the same mapping or geodetic frame to be used simultaneously in an engineering project. Nowadays direct sensor orientation is a common procedure used in simultaneous photogrammetric and Lidar surveys. Although the direct sensor orientation technologies provide a high degree of automation process due to the GNSS/INS technologies, the accuracies of the results obtained from the photogrammetric and Lidar surveys are dependent on the quality of a group of parameters that models accurately the user conditions of the system at the moment the job is performed. This paper shows the study that was performed to verify the importance of the in situ camera calibration and Integrated Sensor Orientation without control points to increase the accuracies of the photogrammetric and LIDAR datasets integration. The horizontal and vertical accuracies of photogrammetric and Lidar datasets integration by photogrammetric procedure improved significantly when the Integrated Sensor Orientation (ISO) approach was performed using Interior Orientation Parameter (IOP) values estimated from the in situ camera calibration. The horizontal and vertical accuracies, estimated by the Root Mean Square Error (RMSE) of the 3D discrepancies from the Lidar check points, increased around of 37% and 198% respectively

A INFLUÊNCIA DA CALIBRAÇÃO AÉREA DE UMA CÂMARA DIGITAL DE BAIXO CUSTO INTEGRADA COM UM SISTEMA LIDAR NO PROCESSAMENTO DE AEROTRIANGULAÇÃO

Esta pesquisa teve como objetivo investigar a influência da calibração aérea de umacâmara digital de baixo custo, integrada fisicamente com um sistema LIDAR, nacorreção dos erros sistemáticos de observações fotogramétricas para o processo deaerotriangulação. A calibração aérea foi realizada com fotografias tomadas de umcampo de prova empregando-se duas configurações de bloco fotogramétrico: semfaixas cruzadas e faixas cruzadas. As coordenadas das estações de exposição,provenientes da integração da câmara com os sensores de orientação e posição dosistema LIDAR, foram utilizadas como injunção nos processamentos de calibraçãoaérea. A verificação do desempenho dos parâmetros de orientação interior (POI),determinados nas calibrações aéreas, foi realizada através de processamentos deaerotriangulação de um bloco fotogramétrico (utilizando as coordenadas dasestações de exposição), obtido em local e época diferente do que foi empregado nos procedimentos de calibração aérea. Parâmetros de orientação interior determinadospelo Método das Câmaras Convergentes, utilizando um campo de prova terrestre,também foram utilizados para a correção de erros sistemáticos das observaçõesfotogramétricas deste bloco de fotografias simplesmente para fins de comparações.Os resultados demonstraram que as exatidões obtidas nos processamentos deaerotriangulação empregando os POI provenientes das calibrações aéreas foramconsideravelmente superiores às exatidões obtidas no processamento empregando osPOI determinados na calibração terrestre, principalmente no que se refere à exatidãoaltimétrica. Conclui-se que a exatidão altimétrica dos processamentos utilizandoinjunção nas coordenadas do centro perspectivo da câmara apresenta-se maisdependente da qualidade dos POI empregados do que a exatidão planimétrica

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