Integração de dados provenientes de mapeamento colaborativo na cartografia de referência no Brasil

Orientadora: Profª. Drª. Silvana Philippi CamboimTese (doutorado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências da Terra, Programa de Pós-Graduação em Ciências Geodésicas. Defesa : Curitiba, 19/07/2022Inclui referênciasResumo: O Brasil tem uma extensa área do território com desatualização cartográfica ou inexistência de mapeamento, sobretudo nas maiores escalas previstas para a cartografia de referência. Na etapa inicial da pesquisa foi realizado um inventário para conhecer o grau de cobertura e de atualização do mapeamento no país no qual se verificou que, na escala 1:25.000, apenas 5,5% do país estava mapeado e, nas demais escalas, 1:50.000 e 1:100.000, ainda que somadas alcancem quase a totalidade do território, se confirmou que mais de 60% do mapeamento nessas escalas foram produzidos há mais de trinta anos. Sem perspectivas de mudança nesse cenário, o emprego de dados provenientes de plataformas de mapeamento colaborativo pode ser uma alternativa para minimizar as limitações em tela. Assim, foi traçado como objetivo geral da pesquisa propor um método para realizar a seleção de dados geoespaciais colaborativos, definir critérios de aquisição, verificar os requisitos de qualidade e propiciar a integração documentada desses dados ao mapeamento de referência em escalas pequenas. Para alcançar esse objetivo, em um primeiro momento foi realizado um estudo de compatibilização semântica entre os modelos conceituais do mapeamento de referência, descrito nas ET-EDGV, e o da plataforma colaborativa OpenStreetMap. A partir desse resultado foi possível quantificar o potencial de integração para todas as classes das ET-EDGV, tomando como referência a Base Cartográfica Contínua do Estado do Rio de Janeiro, na escala 1:25.000, e consequentemente determinar aquelas com maior potencial. Isso permitiu o direcionamento dos esforços, com foco no grupo de classes que foram quantificadas como de maior potencial, para implementar processos automatizados para importação e integração de informação colaborativa ao mapeamento de referência, contribuição mais relevante de toda a pesquisa. Os resultados alcançados se mostraram altamente positivos, tanto em termos percentuais como em quantidade de feições. Em relação à avaliação da qualidade, também apoiada nos padrões nacionais e internacionais vigentes, foram obtidos resultados bastante satisfatórios. Como conclusão, verificou-se que a utilização de informação geográfica voluntária para atualização e para complementação das bases cartográficas de referência é plenamente viável com resultados expressivos e metodologia validada em termos de qualidade.Abstract: Brazil has a large area of territory with outdated cartography or lack of mapping, especially at the larger scales of reference cartography. First, in the research, an inventory was carried out to know the degree of coverage and updating of the mapping in the country, in which it was found that, on a scale of 1:25,000, only 5.5% of the country was mapped and 1:100,000, although together they cover almost the entire territory, it was confirmed that more than 60% of the mapping at these scales was produced more than thirty years ago. With reduced chances of changes in this condition, the use of data from collaborative mapping platforms can be an alternative to minimize limitations in this case. Thus, the main goal of the research was to propose a method to carry out the selection of collaborative geospatial data, define acquisition criteria, verify the quality requirements and provide the documented integration of these data to the reference mapping at small scales. To achieve this objective, initially a study of semantic conflation was carried out between the conceptual models of the reference mapping, described in the ET-EDGV, and that of the collaborative platform OpenStreetMap. In sequence, it was possible to quantify the integration potential for all ET-EDGV feature classes, taking as reference the Continuous Cartographic Base of the State of Rio de Janeiro, on a scale of 1:25,000, and consequently determine those with the greatest potential. This result allowed directing efforts, focusing on the group of classes that were quantified as having the greatest potential, to implement automated processes for importing and integrating collaborative information into reference mapping, the most relevant contribution in the entire research. Results achieved were highly positive, both in terms of percentage and number of features. Regarding the quality assessment, supported by national and international standards, very satisfactory results were also obtained. In conclusion, it was found that the use of voluntary geographic information to update and complement the cartographic reference bases is fully viable with expressive results and a validated methodology in terms of quality

BRAZILIAN NSDI TEN YEARS LATER: CURRENT OVERVIEW, NEW CHALLENGES AND PROPOSITIONS FOR NATIONAL TOPOGRAPHIC MAPPING

Cartographic data represents the main and basic component of a Spatial Data Infrastructure. SDI, in turn, has the role of supporting, with strategic information, the most diverse political and economic actions, in the management and planning of public actions. Thus, this work aims, initially, to present an overview of cartography in Brazil through the analysis of the evolution of topographic mapping coverage in the country. For each of the main scales used, a coverage map was created. The analyzes reflect three different periods (until 1997, between 1998 and 2007, after 2008) in order to relate how and to what degree, the creation of Brazilian National SDI (in 2008) had an impact on the mapping production in the country. Given the current panorama, as a final objective, this paper aims at to present proposals to leverage the coverage of this reference data. One of them is the use of new data sources such as Volunteered Geographic Information, especially in areas with outdated mapping or without mapping, as has already been used in some countries. Another proposition is to share the responsibility of mapping through partnerships with other levels of government, which would result the decentralization and the optimization of cartographic production

AUTHORITATIVE CARTOGRAPHY IN BRAZIL AND COLLABORATIVE MAPPING PLATFORMS: CHALLENGES AND PROPOSALS FOR DATA INTEGRATION

Brazil has a large area with missing or outdated mapping on the largest scales of its authoritative mapping. The use of data from collaborative mapping platforms appears as an alternative that may contribute to minimizing this problem, either by updating or completing the mapping coverage in Brazil, as proposed or performed by some National Mapping Agencies abroad. The present work aims to analyze a methodology to provide accurate and documented integration of volunteered geographic information and the Brazilian authoritative mapping. The proposal starts with the semantic compatibility between the conceptual models adopted in both official cartography and OpenStreetMap platform. The research continues with the identification of object classes with the most significant potential for integration. Finally, we developed some experiments to evaluate and validate the OSM data integration process in a 1:25,000 scale cartographic database. Even in regions with a recent mapping, the results of the preliminary assessment indicate the potential for an increase of about 52% and 16% of features in the ‘road system’ category, which suggests a very promising method for use in areas with missing or outdated mapping, and its applicability to other categories

Integração de dados provenientes de mapeamento colaborativo na cartografia de referência no Brasil

Orientadora: Profª. Drª. Silvana Philippi CamboimTese (doutorado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências da Terra, Programa de Pós-Graduação em Ciências Geodésicas. Defesa : Curitiba, 19/07/2022Inclui referênciasResumo: O Brasil tem uma extensa área do território com desatualização cartográfica ou inexistência de mapeamento, sobretudo nas maiores escalas previstas para a cartografia de referência. Na etapa inicial da pesquisa foi realizado um inventário para conhecer o grau de cobertura e de atualização do mapeamento no país no qual se verificou que, na escala 1:25.000, apenas 5,5% do país estava mapeado e, nas demais escalas, 1:50.000 e 1:100.000, ainda que somadas alcancem quase a totalidade do território, se confirmou que mais de 60% do mapeamento nessas escalas foram produzidos há mais de trinta anos. Sem perspectivas de mudança nesse cenário, o emprego de dados provenientes de plataformas de mapeamento colaborativo pode ser uma alternativa para minimizar as limitações em tela. Assim, foi traçado como objetivo geral da pesquisa propor um método para realizar a seleção de dados geoespaciais colaborativos, definir critérios de aquisição, verificar os requisitos de qualidade e propiciar a integração documentada desses dados ao mapeamento de referência em escalas pequenas. Para alcançar esse objetivo, em um primeiro momento foi realizado um estudo de compatibilização semântica entre os modelos conceituais do mapeamento de referência, descrito nas ET-EDGV, e o da plataforma colaborativa OpenStreetMap. A partir desse resultado foi possível quantificar o potencial de integração para todas as classes das ET-EDGV, tomando como referência a Base Cartográfica Contínua do Estado do Rio de Janeiro, na escala 1:25.000, e consequentemente determinar aquelas com maior potencial. Isso permitiu o direcionamento dos esforços, com foco no grupo de classes que foram quantificadas como de maior potencial, para implementar processos automatizados para importação e integração de informação colaborativa ao mapeamento de referência, contribuição mais relevante de toda a pesquisa. Os resultados alcançados se mostraram altamente positivos, tanto em termos percentuais como em quantidade de feições. Em relação à avaliação da qualidade, também apoiada nos padrões nacionais e internacionais vigentes, foram obtidos resultados bastante satisfatórios. Como conclusão, verificou-se que a utilização de informação geográfica voluntária para atualização e para complementação das bases cartográficas de referência é plenamente viável com resultados expressivos e metodologia validada em termos de qualidade.Abstract: Brazil has a large area of territory with outdated cartography or lack of mapping, especially at the larger scales of reference cartography. First, in the research, an inventory was carried out to know the degree of coverage and updating of the mapping in the country, in which it was found that, on a scale of 1:25,000, only 5.5% of the country was mapped and 1:100,000, although together they cover almost the entire territory, it was confirmed that more than 60% of the mapping at these scales was produced more than thirty years ago. With reduced chances of changes in this condition, the use of data from collaborative mapping platforms can be an alternative to minimize limitations in this case. Thus, the main goal of the research was to propose a method to carry out the selection of collaborative geospatial data, define acquisition criteria, verify the quality requirements and provide the documented integration of these data to the reference mapping at small scales. To achieve this objective, initially a study of semantic conflation was carried out between the conceptual models of the reference mapping, described in the ET-EDGV, and that of the collaborative platform OpenStreetMap. In sequence, it was possible to quantify the integration potential for all ET-EDGV feature classes, taking as reference the Continuous Cartographic Base of the State of Rio de Janeiro, on a scale of 1:25,000, and consequently determine those with the greatest potential. This result allowed directing efforts, focusing on the group of classes that were quantified as having the greatest potential, to implement automated processes for importing and integrating collaborative information into reference mapping, the most relevant contribution in the entire research. Results achieved were highly positive, both in terms of percentage and number of features. Regarding the quality assessment, supported by national and international standards, very satisfactory results were also obtained. In conclusion, it was found that the use of voluntary geographic information to update and complement the cartographic reference bases is fully viable with expressive results and a validated methodology in terms of quality

Acompanhamento multitemporal do crescimento urbano de Macaé com suporte de imagens históricas e Sistema de Informação Geográfica

O crescimento desordenado das cidades favorece o surgimento de cenários urbanos que não asseguram aos cidadãos necessidades básicas reconhecidas pela Constituição Brasileira. A descoberta e a exploração de petróleo na Bacia de Campos a partir de 1974 fizeram com que o município de Macaé (RJ) sofresse profundas mudanças em sua configuração espacial, acompanhadas de acelerado aumento e concentração populacional. O objeto da presente pesquisa consiste no desenvolvimento de aplicação apoiada por um Sistema de Informação Geográfica, possibilitando mapeamento temático dinâmico, com foco principal no acompanhamento multitemporal do crescimento urbano, localizado na zona litorânea desse município e em suas proximidades, utilizando uma série histórica de imagens, composta por sete épocas, relativas aos anos de 1956, 1966, 1976, 1989, 1999, 2001 e 2004. Desta forma foi realizado processamento digital das imagens aerofotográficas e do sistema Quickbird, com o propósito de validação do potencial do SPRING, com exploração pautada nas etapas de segmentação e classificação supervisionada, sendo obtidos resultados referentes ao crescimento da área urbana do município, dentro de um período de 48 anos, aproximadamente. O SPRING se apresentou como ferramenta importante nesse processo, com potencial utilização em estudos relevantes para a gestão de cidades. Observando-se assim, efetiva possibilidade de aplicação em fases de elaboração de itens do plano diretor e atividades relativas a projetos executivos, tanto em seu planejamento, quanto em sua execução.The disorderly growth of cities leads to the emergence of urban settings which do not provide citizens with basic needs recognized by the Brazilian Constitution. The discovery and exploitation of oil in the Campos Basin in 1974 made the municipality of Macaé (RJ) suffered profound changes in its spatial configuration, accompanied by accelerated growth and population density. The aim of this research is to develop application supported by a Geographic Information System, enabling dynamic thematic mapping with main focus on multi-temporal accompaniment of urban growth, located in the coastal zone of the municipality and its vicinity by using a series of historical images, composed of seven times, for the years 1956, 1966, 1976, 1989, 1999, 2001 and 2004. Thus, it was done digital processing of aerial photography and Quickbird system images, in order to validate the potential of SPRING, with operation guided through the steps of segmentation and supervised classification, obtaining results for the growth of the urban area council, within a period of 48 years approximately. SPRING is presented as an important tool in this process, with potential use in studies relevant to the management of cities. So, it was observed the possibility of effective implementation in stages of preparation of the master plan items and activities related to executive projects, both in its planning, and in its implementation