Esta tese propõe o uso da geoinformação a serviço da demografia tomando-se a distribuição da população na Amazônia Brasileira como objeto de estudo. Foram desenvolvidos métodos baseados em dados de sensoriamento remoto e técnicas de análise espacial para representar a população em superfícies de densidade. O objetivo geral foi verificar a utilidade dos dados de sensoriamento remoto para compor a base do processo de redistribuição da população, em comparação com métodos tradicionais. Especificamente, foram utilizadas imagens de luzes noturnas do sistema DMSP/OLS para a Amazônia Legal, e imagens dos sistemas CCD-CBERS1 e TM-Landsat, para a escala municipal. Inicialmente, um mosaico de imagens de luzes noturnas DMSP/OLS foi avaliado quanto à capacidade de detectar presença e atividade humana na região. As relações lineares entre pixels de luzes DMSP e população urbana, área urbanizada e consumo de energia elétrica obtidas, motivaram o desenvolvimento de um produto de luzes noturnas mais recente e adequado para estudos de distribuição de população. A análise deste mosaico indicou o potencial e as restrições da informação de luzes noturnas para estimar a evolução dos valores de população urbana. Um novo método para interpolar e redistribuir população utilizando informações de luzes noturnas, denominado DMSPop_M foi apresentado. A superfície de densidade populacional resultante mostrou-se uma opção intermediária entre as superfícies obtidas através das técnicas tradicionais para interpolar população, e a representação através dos setores censitários. Para a escala municipal, outro método multivariado para distribuir população foi desenvolvido para Marabá - PA. Dados provenientes da classificação digital de imagens CBERS e Landsat e outros dados geográficos foram selecionados como variáveis indicadoras da presença de população. Através de técnicas de pertinência e inferência Fuzzy a população dos setores censitários foi redistribuída em superfícies de densidade populacional. A superfície que melhor representou a distribuição populacional foi aquela obtida através de média simples das variáveis. O método desenvolvido poderá ser aplicado para modelos mais robustos em que as superfícies resultantes refletirão a relação entre variáveis proposta. Os dados de sensoriamento remoto foram fundamentais para incluir a heterogeneidade espacial nos métodos desenvolvidos. Finalmente, este trabalho contribui para que estudos de modelagem, e planejamento para a região Amazônica possam incluir adequadamente a dimensão humana no que se refere à distribuição e representação de sua densidade populacional. / This thesis presents the use of geoinformation as a valuable tool for demographic studies where the subject of interest is the population distribution over the Brazilian Amazon. Population density surfaces based on remote sensing data and spatial analysis techniques are developed as an alternative approach to represent population distribution. Remote sensing data is hypothesized as the basis for disaggregation methods to distribute population in regular cells. Specifically, imagery from DMSP/OLS night-time lights is used at global scale and from CCD-CBERS1 with TM-Landsat imagery at municipal scale. First, DMSP/OLS data is evaluated about the relations between night-time lights and human activities in Amazônia. Significative linear correlations between night-time lights and urban population, electrical power consumption and urban area are obtained. Thus, alternative techniques to generate a night-time lights mosaic are proposed and a new mosaic is generated to be used as a reference of urban population distribution. The analysis of this new DMSP mosaic reveals its potential and restrictions to estimate and to monitor the annual evolution of urban settlements. A new interpolation method to generate population density surface is developed using night-time lights data. The resultant surface, comparing to the usual interpolation methods for population is considered an intermediary option between the traditional techniques and the surface representing population data from a higher scale (the census sector). At municipal scale, a multivariate method to distribute population inside the municipal boundaries is developed for Marabá, state of Pará. CBERS and Landsat imagery and other geographical data are selected as indicator variables of human presence. These variables are converted to Fuzzy memberships and related to each other towards average and Fuzzy operators. The census sector population is redistributed in the population density surfaces. The best surface is obtained from simple average of the indicator variables. The proposed method can support different models and its population density will reproduce the consistence of them. Finally, this thesis contributes to represent the population distribution at global and municipal scale at the Brazilian Amazon. The methods and results obtained here will be helpful for any environmental modeling study in the Amazon region that cares for the local population that has been living there all along.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / A presente dissertação tem como objetivo analisar os ganhos geopolíticos do programa sino-brasileiro de satélites de recursos terrestres (CBERS). O codesenvolvimento pelo Brasil e pela China de uma série de satélites de sensoriamento remoto elevou a capacidade de ambos os países de ampliar os meios para zelar pela soberania sobre seus territórios nacionais. Esse programa de cooperação Sul-Sul também impactou positivamente no desenvolvimento desses países, à medida que possibilitou a execução de políticas públicas mais eficazes para áreas de difícil acesso como o deserto de Gobi na China e a floresta amazônica no Brasil. Além disso, o desenvolvimento e lançamento exitoso dos satélites da família CBERS também auferiu ganhos políticos no âmbito internacional. De fato, a aquisição dessa tecnologia permitiu ao Brasil e a China uma atuação mais proativa nos regimes internacionais relacionados ao espaço exterior, como COPUOS, CEOS e GEO/GEOSS. Ela também ensejou a realização de uma política de vanguarda de distribuição de imagens, baseada na premissa de que os dados geoespaciais são bens públicos globais. Esse entendimento levou, enfim, à realização de uma política de distribuição gratuita de imagens CBERS, primeiramente para os territórios nacionais do Brasil e da China e, posteriormente para países da América do Sul e para todo continente africano, culminando, em 2010, com sua globalização. Desse modo, o presente trabalho visa analisar se a aquisição da tecnologia de sensoriamento remoto via satélite efetivamente facultou ao Brasil e a China uma maior capacidade de influência no sistema internacional de poder e, igualmente, se há relação entre o programa CBERS e as políticas externas do Brasil e da China, principalmente no que tange à promoção da cooperação Sul-Sul na política externa solidária do governo Lula e ao conceito de mundo harmonioso da diplomacia chinesa. / The present dissertation aims to analyze the geopolitical gains of the China-Brazil Earth Resources Satellite Program (CBERS). The co-development of a series of remote sensing satellites by Brazil and China allowed both countries to broaden the means to safeguard the sovereignty over their national territories. This program of South-South cooperation also positively affected the development of these countries, as it enabled the implementation of more effective public policies towards areas with difficult access like the Gobi Desert in China and the Amazon forest in Brazil. Furthermore, the successful development and launch of CBERS family satellites also generated political gains internationally. In fact, the acquisition of this technology allowed Brazil and China to proceed more proactively in the international regimes related to outer space, like COPUOS, CEOS and GEO/GEOSS. It also allowed the realization of a vanguard policy of images distribution, based on the premise that geospatial data are global public goods. Such understanding fostered the development of a policy of free distribution of CBERS images, primarily for the national territories of Brazil and China and later to countries in South America and throughout the African continent, culminating in 2010 with its globalization. Thus, this study aims to examine whether the acquisition of technology of remote sensing satellite provided Brazil and China a greater ability to influence the international power system and what is the relationship between the CBERS program and the foreign policies of Brazil and China, especially regarding the promotion of South-South cooperation in President Lulas foreign policy and in the concept of "harmonious world" of Chinese diplomacy.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / A presente dissertação tem como objetivo analisar os ganhos geopolíticos do programa sino-brasileiro de satélites de recursos terrestres (CBERS). O codesenvolvimento pelo Brasil e pela China de uma série de satélites de sensoriamento remoto elevou a capacidade de ambos os países de ampliar os meios para zelar pela soberania sobre seus territórios nacionais. Esse programa de cooperação Sul-Sul também impactou positivamente no desenvolvimento desses países, à medida que possibilitou a execução de políticas públicas mais eficazes para áreas de difícil acesso como o deserto de Gobi na China e a floresta amazônica no Brasil. Além disso, o desenvolvimento e lançamento exitoso dos satélites da família CBERS também auferiu ganhos políticos no âmbito internacional. De fato, a aquisição dessa tecnologia permitiu ao Brasil e a China uma atuação mais proativa nos regimes internacionais relacionados ao espaço exterior, como COPUOS, CEOS e GEO/GEOSS. Ela também ensejou a realização de uma política de vanguarda de distribuição de imagens, baseada na premissa de que os dados geoespaciais são bens públicos globais. Esse entendimento levou, enfim, à realização de uma política de distribuição gratuita de imagens CBERS, primeiramente para os territórios nacionais do Brasil e da China e, posteriormente para países da América do Sul e para todo continente africano, culminando, em 2010, com sua globalização. Desse modo, o presente trabalho visa analisar se a aquisição da tecnologia de sensoriamento remoto via satélite efetivamente facultou ao Brasil e a China uma maior capacidade de influência no sistema internacional de poder e, igualmente, se há relação entre o programa CBERS e as políticas externas do Brasil e da China, principalmente no que tange à promoção da cooperação Sul-Sul na política externa solidária do governo Lula e ao conceito de mundo harmonioso da diplomacia chinesa. / The present dissertation aims to analyze the geopolitical gains of the China-Brazil Earth Resources Satellite Program (CBERS). The co-development of a series of remote sensing satellites by Brazil and China allowed both countries to broaden the means to safeguard the sovereignty over their national territories. This program of South-South cooperation also positively affected the development of these countries, as it enabled the implementation of more effective public policies towards areas with difficult access like the Gobi Desert in China and the Amazon forest in Brazil. Furthermore, the successful development and launch of CBERS family satellites also generated political gains internationally. In fact, the acquisition of this technology allowed Brazil and China to proceed more proactively in the international regimes related to outer space, like COPUOS, CEOS and GEO/GEOSS. It also allowed the realization of a vanguard policy of images distribution, based on the premise that geospatial data are global public goods. Such understanding fostered the development of a policy of free distribution of CBERS images, primarily for the national territories of Brazil and China and later to countries in South America and throughout the African continent, culminating in 2010 with its globalization. Thus, this study aims to examine whether the acquisition of technology of remote sensing satellite provided Brazil and China a greater ability to influence the international power system and what is the relationship between the CBERS program and the foreign policies of Brazil and China, especially regarding the promotion of South-South cooperation in President Lulas foreign policy and in the concept of "harmonious world" of Chinese diplomacy.

Esta tese propõe o uso da geoinformação a serviço da demografia tomando-se a distribuição da população na Amazônia Brasileira como objeto de estudo. Foram desenvolvidos métodos baseados em dados de sensoriamento remoto e técnicas de análise espacial para representar a população em superfícies de densidade. O objetivo geral foi verificar a utilidade dos dados de sensoriamento remoto para compor a base do processo de redistribuição da população, em comparação com métodos tradicionais. Especificamente, foram utilizadas imagens de luzes noturnas do sistema DMSP/OLS para a Amazônia Legal, e imagens dos sistemas CCD-CBERS1 e TM-Landsat, para a escala municipal. Inicialmente, um mosaico de imagens de luzes noturnas DMSP/OLS foi avaliado quanto à capacidade de detectar presença e atividade humana na região. As relações lineares entre pixels de luzes DMSP e população urbana, área urbanizada e consumo de energia elétrica obtidas, motivaram o desenvolvimento de um produto de luzes noturnas mais recente e adequado para estudos de distribuição de população. A análise deste mosaico indicou o potencial e as restrições da informação de luzes noturnas para estimar a evolução dos valores de população urbana. Um novo método para interpolar e redistribuir população utilizando informações de luzes noturnas, denominado DMSPop_M foi apresentado. A superfície de densidade populacional resultante mostrou-se uma opção intermediária entre as superfícies obtidas através das técnicas tradicionais para interpolar população, e a representação através dos setores censitários. Para a escala municipal, outro método multivariado para distribuir população foi desenvolvido para Marabá - PA. Dados provenientes da classificação digital de imagens CBERS e Landsat e outros dados geográficos foram selecionados como variáveis indicadoras da presença de população. Através de técnicas de pertinência e inferência Fuzzy a população dos setores censitários foi redistribuída em superfícies de densidade populacional. A superfície que melhor representou a distribuição populacional foi aquela obtida através de média simples das variáveis. O método desenvolvido poderá ser aplicado para modelos mais robustos em que as superfícies resultantes refletirão a relação entre variáveis proposta. Os dados de sensoriamento remoto foram fundamentais para incluir a heterogeneidade espacial nos métodos desenvolvidos. Finalmente, este trabalho contribui para que estudos de modelagem, e planejamento para a região Amazônica possam incluir adequadamente a dimensão humana no que se refere à distribuição e representação de sua densidade populacional. / This thesis presents the use of geoinformation as a valuable tool for demographic studies where the subject of interest is the population distribution over the Brazilian Amazon. Population density surfaces based on remote sensing data and spatial analysis techniques are developed as an alternative approach to represent population distribution. Remote sensing data is hypothesized as the basis for disaggregation methods to distribute population in regular cells. Specifically, imagery from DMSP/OLS night-time lights is used at global scale and from CCD-CBERS1 with TM-Landsat imagery at municipal scale. First, DMSP/OLS data is evaluated about the relations between night-time lights and human activities in Amazônia. Significative linear correlations between night-time lights and urban population, electrical power consumption and urban area are obtained. Thus, alternative techniques to generate a night-time lights mosaic are proposed and a new mosaic is generated to be used as a reference of urban population distribution. The analysis of this new DMSP mosaic reveals its potential and restrictions to estimate and to monitor the annual evolution of urban settlements. A new interpolation method to generate population density surface is developed using night-time lights data. The resultant surface, comparing to the usual interpolation methods for population is considered an intermediary option between the traditional techniques and the surface representing population data from a higher scale (the census sector). At municipal scale, a multivariate method to distribute population inside the municipal boundaries is developed for Marabá, state of Pará. CBERS and Landsat imagery and other geographical data are selected as indicator variables of human presence. These variables are converted to Fuzzy memberships and related to each other towards average and Fuzzy operators. The census sector population is redistributed in the population density surfaces. The best surface is obtained from simple average of the indicator variables. The proposed method can support different models and its population density will reproduce the consistence of them. Finally, this thesis contributes to represent the population distribution at global and municipal scale at the Brazilian Amazon. The methods and results obtained here will be helpful for any environmental modeling study in the Amazon region that cares for the local population that has been living there all along.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:22:25Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2008-01-18Bitstream added on 2014-06-13T18:08:13Z : No. of bitstreams: 1 galindo_jrf_me_prud.pdf: 1101121 bytes, checksum: fe484a202d77b0a31f93d9a5e1d4b42a (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Desde o advento dos primeiros satélites de Sensoriamento Remoto, vários são os estudos desenvolvidos com o intuito de utilizar as imagens produzidas por estes sensores para fins cartográficos. Apesar das imagens de baixa e média resolução não possuírem a precisão requerida para aplicações cartográficas em escalas grandes, existem vantagens como: serem imagens multiespectrais, possuírem periodicidade e menores custos para a sua aquisição, quando comparadas com as obtidas através dos tradicionais levantamentos aerofotogramétricos. Uma melhoria presente nos satélites de alta e média resolução é a capacidade de visada off nadir, o que permite à formação de pares estereoscópicos e a reconstrução 3D da cena imageada, a geração de modelos digitais de elevação (MDE) e a produção de imagens ortorretificadas, dentre outros produtos. Com os primeiros pares estereoscópicos adquiridos pelo sensor HR-CCD (High Resolution Charge-Coupled Devices) do CBERS-2 (2004), surgiu a possibilidade de realizar estudos objetivando a geração de produtos cartográficos a partir desses estereopares... / Since the advent of the first Remote Sensing satellites, many studies have been developed with the intention of using the images produced by these sensors for cartographic purpose. Although these images of the average resolution do not possess the accuracy required for cartographic applications in big scales, their advantages include being multispectral, periodic repetition of acquisition, and lower cost when compared to images obtained through traditional aerial photogrammetric surveys. An improvement present in medium and high resolution satellites is their off nadir capacity, which allows 3D reconstruction based on stereoscopy, the generation of digital elevation models (DEM) and the production of orthorectified images, among others products. With the first stereoscopic pairs acquired by the CBERS-2 (2004) HR-CCD (High Resolution Charge-Coupled Device) sensor, the possibility now exists of realizing studies whose goal is generating cartographic products from these stereo pairs. Within this context, this work evaluated the geometric quality of a CBERS-2 HR-CCD stereo pair making use of the DLT (Direct Linear Transformation) mathematical model and Polynomial-Based Pushbroom model, available from the Leica Photogrammetry Suite (LPS) digital photogrammetry system by Leica Geosystems, classifying them in accordance with the Cartographic Accuracy Standards... (Complete abstract click electronic access below)

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:22:25Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2006-08-28Bitstream added on 2014-06-13T20:07:43Z : No. of bitstreams: 1 scalco_jc_me_prud.pdf: 6331050 bytes, checksum: 33a0f5c24d636bf10965beb1c69f28f3 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / Nesta pesquisa é proposta uma metodologia para a orientação semi-automática de imagens CBERS usando rodovias como controle de campo. Baseia-se numa estratégia iterativa envolvendo três etapas. Na primeira etapa um operador identifica na imagem as rodovias de controle de campo e fornece alguns pontos sementes, distribuídos grosseira e esparsamente ao longo ou nas imediações das rodovias. Estes pontos sementes são utilizados pelo algoritmo de otimização de programação dinâmica para extrair as rodovias na imagem. Na segunda etapa são estabelecidas correspondências pontuais entre as rodovias de controle e as correspondentes rodovias extraídas na imagem. Na terceira etapa as correspondências pontuais são utilizadas para orientar a imagem usando a DLT (Direct Linear Transformation). As duas últimas etapas do processo são iteradas até que se verifique a estabilização do processo de orientação. Os resultados experimentais possibilitaram verificar que a metodologia proposta foi eficiente com várias imagens teste. Em todos os casos se verificou a convergência do processo de orientação. Além disso, os parâmetros estimados de orientação possibilitaram o registro de rodovias de verificação com acurácia no nível do pixel ou melhor. / In this research is proposed a methodology for semiautomatic CBERS image orientation using roads as ground control. It is based on an iterative strategy involving three steps. In the first step, an operator identifies on the image the ground control roads and supplies along them a few distributed seed points, which could be sparsely and coarsely distributed. These seed points are used by the dynamic programming algorithm for extracting the ground control roads from the image. In the second step, it is established the correspondences between points describing the ground control roads and the corresponding ones extracted from the image. In the last step, the corresponding points are used to orient the CBERS image by using the DLT (Direct Linear Transformation). The two last steps are iterated until the convergence of the orientation process is verified. Experimental results showed that the proposed methodology was efficient with several test images. In all cases the orientation process converged. Moreover, the estimated orientation parameters allowed the registration of check roads with pixel accuracy or better.

Resumo: Desde o advento dos primeiros satélites de Sensoriamento Remoto, vários são os estudos desenvolvidos com o intuito de utilizar as imagens produzidas por estes sensores para fins cartográficos. Apesar das imagens de baixa e média resolução não possuírem a precisão requerida para aplicações cartográficas em escalas grandes, existem vantagens como: serem imagens multiespectrais, possuírem periodicidade e menores custos para a sua aquisição, quando comparadas com as obtidas através dos tradicionais levantamentos aerofotogramétricos. Uma melhoria presente nos satélites de alta e média resolução é a capacidade de visada off nadir, o que permite à formação de pares estereoscópicos e a reconstrução 3D da cena imageada, a geração de modelos digitais de elevação (MDE) e a produção de imagens ortorretificadas, dentre outros produtos. Com os primeiros pares estereoscópicos adquiridos pelo sensor HR-CCD (High Resolution Charge-Coupled Devices) do CBERS-2 (2004), surgiu a possibilidade de realizar estudos objetivando a geração de produtos cartográficos a partir desses estereopares... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Since the advent of the first Remote Sensing satellites, many studies have been developed with the intention of using the images produced by these sensors for cartographic purpose. Although these images of the average resolution do not possess the accuracy required for cartographic applications in big scales, their advantages include being multispectral, periodic repetition of acquisition, and lower cost when compared to images obtained through traditional aerial photogrammetric surveys. An improvement present in medium and high resolution satellites is their off nadir capacity, which allows 3D reconstruction based on stereoscopy, the generation of digital elevation models (DEM) and the production of orthorectified images, among others products. With the first stereoscopic pairs acquired by the CBERS-2 (2004) HR-CCD (High Resolution Charge-Coupled Device) sensor, the possibility now exists of realizing studies whose goal is generating cartographic products from these stereo pairs. Within this context, this work evaluated the geometric quality of a CBERS-2 HR-CCD stereo pair making use of the DLT (Direct Linear Transformation) mathematical model and Polynomial-Based Pushbroom model, available from the Leica Photogrammetry Suite (LPS) digital photogrammetry system by Leica Geosystems, classifying them in accordance with the Cartographic Accuracy Standards... (Complete abstract click electronic access below) / Orientador: Júlio Kiyoshi Hasegawa / Coorientador: Maurício Galo / Banca: João Fernando Custódio da Silva / Banca: Hideo Araki / Mestre