IN BATHYMETRIC SURFACES: IDW OR KRIGING?

The representation of the submerged relief is very importance in diverse areas of knowledge such as Projects to build or reassess port dimensions, installation of moles, ducts, marinas, bridges, tunnels, mineral prospecting, waterways, dredging, silting control of river and lakes, and others. The depths of the aquatic bodies, indispensable for the representation of those, are obtained through the bathymetric surveys. However, the result of a bathymetric sampling is a grid of points that, for itself, it is not capable of generating directly the Digital Model of Depth (DMD), being necessary the use of interpolators. Currently, there are more than 40 available scientific methods of interpolation, each one with its particularities and characteristics. This study has the objective to analise, comparing, the efficiency of Universal Kriging (UK) and of the Inverse Distance Weighted (IDW) in the computational representation of bathymetric surfaces, varying in a decreasing way the quantity of sample points. Through the results, we can be stated the superiority of the interpolator Universal Kriging in efficiency in creating DMD with basis in the bathymetric surveys data

AVALIAÇÃO DOS INTERPOLADORES KRIGAGEM E TOPO TO RASTER PARA GERAÇÃO DE MODELOS DIGITAIS DE ELEVAÇÃO A PARTIR DE UM “AS BUILT”

O presente trabalho objetiva realizar o “as built” de uma caixa de decantação de estação de tratamento de água e avaliar o uso dos métodos de interpolação krigagem e Topo to Raster na geração de Modelo Digital de Elevação (MDE) do fundo de uma caixa de decantação de uma Estação de Tratamento de Água levantado com estação total. Para interpolação com o Topo to Raster foram usadas duas metodologias, uma usando como arquivo de entrada linhas de contorno e pontos cotados, conhecido como Topo to Raster padrão, e outra usando somente pontos cotados, conhecido como Topo to Raster condicionado. A interpolação por krigagem foi feita utilizando krigagem ordinária e krigagem simples. Foi utilizado como referência 50 pontos extraídos do MDE gerado pelo método Triangular Irregular Network (TIN). Para cada amostra de discrepância foram calculados indicadores estatísticos. O Modelo gerado por Topo to Raster condicionado apresentou visíveis distorções nas bordas e no centro da área de estudo, devendo ser descartado. Aplicando o teste z, conclui-se que as médias das discrepâncias dos interpoladores krigagem ordinária e krigagem simples não são significativas à um nível de confiança de 95%, ou seja, não diferem do TIN. Já os interpoladores Topo to Raster padrão e Topo to Raster condicionado apresentam diferenças significativas nas médias. Para profundidades médias de 3,21 m, foram encontrados os seguintes valores para os indicadores estatísticos: discrepância média de 1 cm, discrepância máxima de 10 cm, desvio padrão da amostra de 3 cm e RMS das discrepâncias de 3 cm

CONTROLE DE QUALIDADE POSICIONAL EM DADOS ESPACIAIS UTILIZANDO FEIÇÕES LINEARES

Nas últimas duas décadas, o uso de feições lineares tem sido frequentemente investigado no controle de qualidade cartográfica, sendo que diversos métodos foram propostos para tal finalidade. Neste sentido, o presente trabalho tem como objetivo descrever os métodos da Banda Épsilon (Método das Áreas), do Buffer Simples, do Buffer Duplo, da Distância de Hausdorff e da Influência do Vértice na avaliação da acurácia planimétrica através de feições lineares, utilizando como padrão o Decreto-lei nº 89.817 aliada à ET-ADGV, e ao final, compará-los com o método tradicional por pontos. Para tanto, foi avaliada a acurácia posicional planimétrica de uma ortoimagem Ikonos, onde os resultados obtidos mostraram que os métodos da Banda Épsilon, Distância de Hausdorff e Influência do Vértice apresentaram resultados similares, obtendo-se classificação Classe B na escala 1:10.000. Já os métodos Buffer Simples e Buffer Duplo apresentaram resultados semelhantes ao método tradicional por pontos, que por sua vez, foram mais restritivos que os métodos anteriormente citados, classificando a ortoimagem como Classe C na escala 1:10.00

AVALIAÇÃO DA ACURÁCIA POSICIONAL EM DADOS ESPACIAIS UTILIZANDO TÉCNICAS DE ESTATÍSTICA ESPACIAL: PROPOSTA DE MÉTODO E EXEMPLO UTILIZANDO A NORMA BRASILEIRA

Este trabalho destaca a importância da utilização de técnicas simples de estatística espacial no controle de qualidade posicional em dados espaciais. Para tanto, são apresentados métodos de análise do padrão de distribuição espacial de dados pontuais, bem como a análise de tendências na amostra de discrepâncias posicionais. Para avaliar a distribuição espacial de pontos, utilizaram-se os métodos do Vizinho Mais Próximo e da Função K de Ripley. Já para análise de tendência, utilizou-se a média direcional dos vetores de discrepâncias aliada à variância circular. Neste sentido, propõe-se uma metodologia para o controle de qualidade posicional em dados espaciais abrangendo desde o planejamento da amostra e avaliação de seu padrão de distribuição espacial, a aplicação de teste de tendências analisando a normalidade dos dados, e a classificação em relação a uma determinada norma de acurácia posicional. Para o experimento prático, avaliou-se uma ortoimagem gerada a partir de uma cena do sensor PRISM do satélite ALOS. Os resultados mostram que a ortoimagem é acurada para a escala de 1:25.000, sendo classificada como classe A conforme padrão brasileiro de acurácia posicional, não apresentando tendências nas coordenadas. Como principal contribuição deste trabalho, tem-se a incorporação de técnicas de estatística espacial no controle de qualidade cartográfica

AVALIAÇÃO DO GPR NA ESTIMATIVA DA BATIMETRIA DE UMA CAIXA DE DECANTAÇÃO EMPREGANDO O APLICATIVO GRATUITO “GPR BATHYMETRY” NA ANÁLISE DOS RADARGRAMAS

Este trabalho tem como objetivos avaliar o desempenho do GPR (Ground Penetrating RADAR) para aplicações batimétricas em ambiente controlado e do aplicativo “GPR Bathymetry”, desenvolvido para análise de radargramas batimétricos. O estudo foi realizado em uma caixa de decantação da estação de tratamento de água da qual se tem o “as-built”, obtido com estação total, que será empregado nos testes de validação. Realizaram-se três testes de comparação: comparações pontuais; entre Modelos Digitais de Elevação (MDE) gerados a partir do interpolador Topo to Raster; e entre os volumes calculados a partir dos MDE’s. Na comparação pontual a maior amplitude de discrepância entre as médias foi de 8cm. Para a amostra de discrepâncias entre os MDE’s, a amplitude foi de 9cm, média de 2cm, acurácia estimada de 4cm e o RMS de 3cm. Na comparação volumétrica obteve-se o valor de 800,6m³ com dados de referência e 806,4m³ com dados do GPR, resultando numa diferença de 1% entre os modelos. Conclui-se que para um reservatório construído em concreto armado, profundidades variando de 3 a 3,5 metros, o levantamento do relevo submerso empregando um GPR apresentou resultados promissores e um MDE com acurácia estimada de 4cm e discrepâncias de até 9cm

AVALIAÇÃO DE RADARGRAMAS BATIMÉTRICOS PARA CÁLCULO DE VOLUME DE REPRESA EMPREGANDO O CLASSIFICADOR “FCLASS2”

Este trabalho tem como objetivos avaliar o desempenho do GPR (Ground Penetrating RADAR) para aplicações batimétricas e o desenvolvimento de um classificador para análises de radargramas. O estudo foi realizado em uma represa situada no campus da Universidade Federal de Viçosa (UFV), na qual foi, previamente, realizado levantamento batimétrico empregando o ecobatímetro monofeixe. Foram gerados Modelos Digitais de Elevação (MDE), empregando três interpoladores diferentes e observações do ecobatímetro e GPR. Estes MDEs foram comparados aos pares, para cada interpolador, aplicando o teste t pareado. Também foram realizadas comparações com base nos volumes gerados a partir destes MDEs. Os resultados do teste t para os três MDEs mostraram que não há diferenças estatísticas, a um nível de significância de 5%, entre os modelos gerados com dados do ecobatímetro e do GPR. A maior diferença volumétrica encontrada foi de 98m³ em 75.000m³, para a função Griddata com o interpolador v4. Considerando todos os MDEs gerados, a maior diferença entre os volumes foi de 2%, cerca de 1900m³. Verificou-se que o GPR, utilizando uma antena de 100MHz, pode ser empregado em levantamentos batimétricos de represas de até 4,5m e o classificador fclass2 propiciou uma boa separação entre as camadas de água e sedimentos

Accurate geodesic network in the state of Minas Gerais: an evaluation of different strategies of processing.

Este trabalho visou a implementação, no Estado de Minas Gerais, de uma rede geodésica GPS. Após a construção dos marcos, os dados foram coletados, em diversas sessões, empregando receptores de dupla freqüência operados por equipes de profissionais do Departamento de Geodésia do IBGE. A seguir, estes dados foram processados utilizando o programa científico OMNI e ajustados em rede com o programa ADJUST. Descreve-se a organização e a escolha dos dados para processamento testando-se diversas alternativas: a consideração ou não das covariâncias entre diferentes vetores observados, a influência da transformação dos vetores do ITRF97 para o WGS84 e a eliminação de outliers nas coordenadas calculadas, além de avaliar a qualidade das coordenadas de estações já conhecidas e que serviram de controle. Foram calculadas as coordenadas finais de cada estação da Rede Geodésica por GPS do Estado de Minas Gerais, salientando que cabe ao IBGE a escolha do método que considere mais adequado e a publicação oficial dessas coordenadas. Espera-se ter contribuído para isso.This work aims the implementation, in the State of Minas Gerais, of a GPS network. After the construction of the benchmarks, professionals of the Department of Geodesy of IBGE, in different sections to collect data, occupy them. Then, these data were processed by the scientific program OMNI and adjusted by the program ADJUST. The organization and the selection of data to process, testing different strategies, were described: the consideration or not of the co-variances between different observed vectors, the influence of the transformation of the vectors from ITRF97 to the WGS84 and the elimination of outliers, in the calculated coordinates; besides of the evaluation of the quality of the coordinates of know stations that were used as control. The final coordinates of each station of the Geodesic Network of the State of Minas Gerais were calculated, emphasizing that is a responsibility of the IBGE the choice of the method that it consider most adequate and the publication of the official values of these coordinates. We hope to have been contributed to this

Uma análise da geometria oferecida pela constelaçao final do sistema GPS para posicionamento por ponto

Orientador: José Bittencourt de AndradeDissertaçao (mestrado) -Universidade Federal do Paraná. Curso de Pós-Graduaçao em Ciencias GeodésicasResumo: O objetivo deste trabalho é fazer uma análise da geometria oferecida pela constelação final do Global Positioning System - GPS. Inicialmente é verificada a influência de um fator geométrico na diluição da precisão de um posicionamento instantâneo por ponto. A seguir são analisados diferentes intervalos para a coleta de observações, em um posicionamento por ponto com pós -processamento. Também é apresentada a seqüência de operações necessária à construção dos gráficos de diluição da precisão. Finalizando, um gráfico PDOP é construído e discutido .Abstract: The purpose o f this dissertation is to analyze the geometry o ffred by the final constellation of the Global Positioning System - GPS. Firstly is verified the influence of a geometric factor in the dilution of precision of an instantaneous point positioning . Diferent intervals for data collection are analyzed for a point positioning with post-Processing. The necessary sequence of operation for plotting of the graphics of dilution of precision are shouwed. Finaly, a PDOP grafhic is developed and discussed

AVALIAÇÃO DOS INTERPOLADORES KRIGAGEM E TOPO TO RASTER PARA GERAÇÃO DE MODELOS DIGITAIS DE ELEVAÇÃO A PARTIR DE UM "AS BUILT"

O presente trabalho objetiva realizar o "as built" de uma caixa de decantação de estação de tratamento de água e avaliar o uso dos métodos de interpolação krigagem e Topo to Raster na geração de Modelo Digital de Elevação (MDE) do fundo de uma caixa de decantação de uma Estação de Tratamento de Água levantado com estação total. Para interpolação com o Topo to Raster foram usadas duas metodologias, uma usando como arquivo de entrada linhas de contorno e pontos cotados, conhecido como Topo to Raster padrão, e outra usando somente pontos cotados, conhecido como Topo to Raster condicionado. A interpolação por krigagem foi feita utilizando krigagem ordinária e krigagem simples. Foi utilizado como referência 50 pontos extraídos do MDE gerado pelo método Triangular Irregular Network (TIN). Para cada amostra de discrepância foram calculados indicadores estatísticos. O Modelo gerado por Topo to Raster condicionado apresentou visíveis distorções nas bordas e no centro da área de estudo, devendo ser descartado. Aplicando o teste z, conclui-se que as médias das discrepâncias dos interpoladores krigagem ordinária e krigagem simples não são significativas à um nível de confiança de 95%, ou seja, não diferem do TIN. Já os interpoladores Topo to Raster padrão e Topo to Raster condicionado apresentam diferenças significativas nas médias. Para profundidades médias de 3,21 m, foram encontrados os seguintes valores para os indicadores estatísticos: discrepância média de 1 cm, discrepância máxima de 10 cm, desvio padrão da amostra de 3 cm e RMS das discrepâncias de 3 cm

IN BATHYMETRIC SURFACES: IDW OR KRIGING?

Abstract: The representation of the submerged relief is very importance in diverse areas of knowledge such as Projects to build or reassess port dimensions, installation of moles, ducts, marinas, bridges, tunnels, mineral prospecting, waterways, dredging, silting control of river and lakes, and others. The depths of the aquatic bodies, indispensable for the representation of those, are obtained through the bathymetric surveys. However, the result of a bathymetric sampling is a grid of points that, for itself, it is not capable of generating directly the Digital Model of Depth (DMD), being necessary the use of interpolators. Currently, there are more than 40 available scientific methods of interpolation, each one with its particularities and characteristics. This study has the objective to analise, comparing, the efficiency of Universal Kriging (UK) and of the Inverse Distance Weighted (IDW) in the computational representation of bathymetric surfaces, varying in a decreasing way the quantity of sample points. Through the results, we can be stated the superiority of the interpolator Universal Kriging in efficiency in creating DMD with basis in the bathymetric surveys data