Orientador: Antonio Maria Garcia Tommaselli / Banca: Edson Aparecido Mitishita / Banca: Daniel Rodrigues dos Santos / Banca: Mauricio Galo / Banca: Antero Kukko / Abstract: This research proposes a new technique for close-range mobile data acquisition and processing, consisting of a backpacked light-weight low-cost system. This system integrates an omnidirectional camera and a GPS/IMU system (Global Positioning Systems/Inertial Measurement Unit System) with a tailored photogrammetric processing chain to obtain sensor location and 3D points coordinates using the fisheye images. Omnidirectional systems, based on multiple cameras covering a full-spherical field of view, have been used in close range photogrammetry applications. The use of omnidirectional systems is especially motivated by their 360° coverage around the sensor, which allows more features to be tracked in a single image shot, and by the light weight and low cost of some off-the-shelf omnidirectional cameras. This kind of systems have been named as Personal Mobile Terrestrial System (PMTS). There are only few studies focusing on PMTS using omnidirectional systems. This research assessed the performance of an omnidirectional PMTS based exclusively on low-cost technologies to indirectly estimate forest and outdoor urban features. An accuracy evaluation of GPS and IMU sensors and the development of rigorous photogrammetric processing considering fisheye geometry were performed. PMTS data, i.e fisheye images and navigation data, are input information for the photogrammetric process. The proposed photogrammetric process focused on omnidirectional camera modelling, feature-based matching an... (Complete abstract click electronic access below) / Resumo: Este trabalho propõe uma nova técnica para aquisição e processamento de dados obtidos com um sistema de mapeamento móvel terrestre leve e de baixo custo embarcado em mochila, conhecido como PMTS (Personal Mobile Terrestrial System - Sistema de Mapeamento Móvel Pessoal). O sistema de mapeamento móvel proposto é composto por uma câmara omnidirecional (imagens fisheye) e um sistema de navegação GPS/IMU (Global Positioning Systems/ Inertial Measurement Unit System). As imagens do tipo fisheye e os dados de navegação coletados com o PMTS são utilizados em um processo fotogramétrico adaptado para a geometria das imagens fisheye para obter a posição do sensor e as coordenadas tridimensionais (3D) do ambiente mapeado (nuvem de pontos). Sistemas omnidirecionais baseado em múltiplas câmaras vêm ganhando visibilidade em diversas aplicações na Fotogrametria a curta distância, como a navegação autônoma e o mapeamento móvel de cidades, floresta e ambientes internos. O uso de múltiplas câmaras é principalmente motivado pelo seu amplo campo de visada (360°), sua portabilidade, o baixo custo de algumas câmaras disponíveis no mercado e seu sistema óptico compacto, sem a necessidade de espelhos externos (sistema catadióptricos) ou dispositivos rotativos (câmaras de varredura por rotação). No entanto, existem poucos estudos voltados ao desenvolvimento de PMTS usando sistemas omnidirecionais. O imageamento de 360° em torno do sensor permite que mais feições sejam mapeadas em uma única imagem, sen... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Doutor

Orientador: Eduardo Martins Morgado / Banca: Maria Crsitina Gobbi / Banca: Adriana Bertoldi Carreto de Castro / Resumo: Em um mundo onde as pessoas estão cada vez mais conectadas, chega o momento em que os objetos também passam a fazer parte da rede de compartilhamentos. Com a possibilidade de conexão de equipamentos por meio de hardware com capacidade de telecomunicação e de processamento para executar moderno software embarcado, é cada vez mais acessível tecnológica e economicamente o desenvolvimento de novos produtos conectados. Esta pesquisa discute parte da evolução da Internet das Coisas (IoT) e de algumas de suas aplicações, propondo a criação de um dispositivo conectado a esta rede. Sendo o objeto deste trabalho a IoT, dentro da grande gama de dispositivos que poderiam ser criados, foi colocado foco em desenvolver uma aplicação para coleta e leitura de dados climáticos. Como metodologia, a partir da pesquisa bibliográfica, será desenvolvido um relatório de pesquisa com construção de um protótipo. Atualmente o mercado dispõe de produtos de alto custo para leitura de dados climáticos, quase sempre importados ou desenvolvidos por empresas multinacionais, havendo pouca tecnologia nacional disponível para consumidores finais. Reserva-se esta a grandes centros de pesquisa de referência nacional. Foi desenvolvido um dispositivo para adequar-se aos fins propostos no trabalho, para responder à questão seria possível desenvolver um dispositivo para coleta e leitura de dados climáticos. O objeto deste trabalho é a Internet das Coisas. O objetivo geral foi verificar as características para desenvo... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: In a world where people are increasingly connected, comes the time when objects also become part of the share's network. With the possibility of connecting hardware by means of hardware with the capability of communication and processing for the execution of modern embedded software, the development of new connected products is increasingly accessible and economically. This research discusses part of the evolution of the Internet of Things (IoT) and some of its applications, proposing a creation of a device connected to this network. Being the object of this work an IoT, within the wide range of devices that are being inserted, were putted in focus an application for the data collection and reading of climatic data. As a methodology, from the bibliographic research, a research report will be developed with the construction of a prototype. Now a days, the market for high-priced climate data products, almost always imported or by multinational companies, has national technology available to end consumers. Reserves to major research centers of national reference. A device was developed to fit the purposes proposed in the work, to answer the question it would be possible to develop a device for collecting and reading climatic data. The object of this work is the Internet of Things. The general objective was to verify the characteristics for the development of an IoT device to perform the reading of climatic data. The specific objectives were: to define ways to collect climate dat... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Recentemente, o uso dos Veículos Aéreos Não Tripulados (VANTs) surgiu como uma ferramenta para a aquisição de dados geoespaciais. Os Modelos Digitais de Elevação (MDEs), as ortoimagens e os modelos tridimensionais gerados a partir de imagens de VANT são produtos cartográficos de grande utilidade para as mais diversas aplicações. Em vista das limitações dos VANTs e da recentidade desta ferramenta, este estudo visa determinar a correlação da configuração dos pontos de apoio e dos parâmetros do voo com a acurácia de ortofotomosaicos elaborados a partir de dados de VANT. Esta pesquisa utilizou dados de três levantamentos aerofotogramétricos distintos realizados com três aeronaves diferentes e considerou parâmetros relacionados à configuração dos pontos de apoio e à execução do voo. Foram gerados 200 ortofotomosaicos e 200 MDEs. Ao todo foram feitas 4616 observações de pontos de controle. Os resultados mostraram baixa correlação linear entre acurácia planimétrica e altimétrica. Os melhores resultados foram obtidos de forma inversa às alturas de voo. No geral, sob as condições de processamento utilizadas neste trabalho, recomenda-se o uso de 4 a 5 pontos de apoio por km², além do uso de voo cruzado. / Recently, the use of Unmanned Aerial Vehicle (UAV) emerged as a tool for geospatial data acquisition. Digital Elevation Models (DEMs), orthoimages and three- dimensional models generated from UAV images are cartographic products of great utility for many different applications. Considering the recency and limitations of UAV, this study aims at determining the correlation of ground control points and flight configuration with the accuracy of orthophotomosaics based on UAV data. This research used data from three different aerial surveys, performed with three different aircrafts, and considered parameters related to ground-control points distribution and to flight missions. 200 orthophotomosaics and 200 DEMs were generated and a total of 4616 ground-control points measurements were performed. Results did not show a linear correlation between planimetric and altimetric accuracy. The best correlation results were obtained inversely related to flight height. In general, under the processing conditions used in this work, we recommend the use of 4 control points per km² and a cross flight pattern.

Recentemente, o uso dos Veículos Aéreos Não Tripulados (VANTs) surgiu como uma ferramenta para a aquisição de dados geoespaciais. Os Modelos Digitais de Elevação (MDEs), as ortoimagens e os modelos tridimensionais gerados a partir de imagens de VANT são produtos cartográficos de grande utilidade para as mais diversas aplicações. Em vista das limitações dos VANTs e da recentidade desta ferramenta, este estudo visa determinar a correlação da configuração dos pontos de apoio e dos parâmetros do voo com a acurácia de ortofotomosaicos elaborados a partir de dados de VANT. Esta pesquisa utilizou dados de três levantamentos aerofotogramétricos distintos realizados com três aeronaves diferentes e considerou parâmetros relacionados à configuração dos pontos de apoio e à execução do voo. Foram gerados 200 ortofotomosaicos e 200 MDEs. Ao todo foram feitas 4616 observações de pontos de controle. Os resultados mostraram baixa correlação linear entre acurácia planimétrica e altimétrica. Os melhores resultados foram obtidos de forma inversa às alturas de voo. No geral, sob as condições de processamento utilizadas neste trabalho, recomenda-se o uso de 4 a 5 pontos de apoio por km², além do uso de voo cruzado. / Recently, the use of Unmanned Aerial Vehicle (UAV) emerged as a tool for geospatial data acquisition. Digital Elevation Models (DEMs), orthoimages and three- dimensional models generated from UAV images are cartographic products of great utility for many different applications. Considering the recency and limitations of UAV, this study aims at determining the correlation of ground control points and flight configuration with the accuracy of orthophotomosaics based on UAV data. This research used data from three different aerial surveys, performed with three different aircrafts, and considered parameters related to ground-control points distribution and to flight missions. 200 orthophotomosaics and 200 DEMs were generated and a total of 4616 ground-control points measurements were performed. Results did not show a linear correlation between planimetric and altimetric accuracy. The best correlation results were obtained inversely related to flight height. In general, under the processing conditions used in this work, we recommend the use of 4 control points per km² and a cross flight pattern.

Recentemente, o uso dos Veículos Aéreos Não Tripulados (VANTs) surgiu como uma ferramenta para a aquisição de dados geoespaciais. Os Modelos Digitais de Elevação (MDEs), as ortoimagens e os modelos tridimensionais gerados a partir de imagens de VANT são produtos cartográficos de grande utilidade para as mais diversas aplicações. Em vista das limitações dos VANTs e da recentidade desta ferramenta, este estudo visa determinar a correlação da configuração dos pontos de apoio e dos parâmetros do voo com a acurácia de ortofotomosaicos elaborados a partir de dados de VANT. Esta pesquisa utilizou dados de três levantamentos aerofotogramétricos distintos realizados com três aeronaves diferentes e considerou parâmetros relacionados à configuração dos pontos de apoio e à execução do voo. Foram gerados 200 ortofotomosaicos e 200 MDEs. Ao todo foram feitas 4616 observações de pontos de controle. Os resultados mostraram baixa correlação linear entre acurácia planimétrica e altimétrica. Os melhores resultados foram obtidos de forma inversa às alturas de voo. No geral, sob as condições de processamento utilizadas neste trabalho, recomenda-se o uso de 4 a 5 pontos de apoio por km², além do uso de voo cruzado. / Recently, the use of Unmanned Aerial Vehicle (UAV) emerged as a tool for geospatial data acquisition. Digital Elevation Models (DEMs), orthoimages and three- dimensional models generated from UAV images are cartographic products of great utility for many different applications. Considering the recency and limitations of UAV, this study aims at determining the correlation of ground control points and flight configuration with the accuracy of orthophotomosaics based on UAV data. This research used data from three different aerial surveys, performed with three different aircrafts, and considered parameters related to ground-control points distribution and to flight missions. 200 orthophotomosaics and 200 DEMs were generated and a total of 4616 ground-control points measurements were performed. Results did not show a linear correlation between planimetric and altimetric accuracy. The best correlation results were obtained inversely related to flight height. In general, under the processing conditions used in this work, we recommend the use of 4 control points per km² and a cross flight pattern.

Submitted by Eunice Novais (enovais@uepg.br) on 2017-09-06T23:22:17Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) Silvia Mantuani.pdf: 1063712 bytes, checksum: fb17dc1ed6cea5a6dc334c161364c066 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-09-06T23:22:17Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) Silvia Mantuani.pdf: 1063712 bytes, checksum: fb17dc1ed6cea5a6dc334c161364c066 (MD5) Previous issue date: 2017-07-10 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / A segurança, qualidade e a origem dos alimentos são focos dos consumidores atuais, que buscam informações relacionadas ao sistema de produção e cuidados com o local de produção. Sistemas de rastreabilidade convencionais correspondem a uma tecnologia adequada para analisar informações do produto em qualquer etapa na cadeia produtiva, porém não disponibilizam os dados específicos em relação ao local e ao entorno onde os produtos ou lotes de produtos foram produzidos. A geo-rastreabilidade permite complementar essa carência dos sistemas de rastreabilidade, possibilitando abranger informações geográficas sobre o produto. A associação de indicadores geográficos e demais informações resulta na melhoria da segurança do produto rastreado. O RastroGrão é um framework de rastreabilidade de grãos que registra dados dos agentes da cadeia de produção para posterior consulta pelo consumidor final, porém não foi modelado para disponibilizar a geoinformação. O objetivo desta dissertação é apresentar a especificação da integração de dados geoespaciais para o RastroGrão. Essa pesquisa foi baseada nos regulamentos e normas para integração de dados geoespaciais, além de análise de sistemas de gestão de geoinformação e análise nos softwares web GeoTraceAgri, GTIS CAP, GeoFairTrade, GeoWine e GeoRastro, que implementam geoinformação integrada a dados de rastreabilidade de cadeias produtivas. Para integrar as informações geográficas existentes foi necessário utilizar a Infraestrutura de Dados Espaciais (IDE), para combinar diversas fontes de dados, originando informações sobre a área analisada. Com a integração dos dados geoespaciais, os agentes da cadeia produtiva e os consumidores têm informações precisas sobre os produtos que consomem, com verificação do local e entorno, onde foi produzido, transportado e armazenado o produto, além das práticas envolvidas na produção de determinado produto. Esta integração, com indicadores, auxilia na garantia da segurança do produto e proteção do ambiente, além de proporcionar controle agrícola sustentável. Palavras-chave: Geoinformação, Geo-Rastreabilidade, Dados Geoespaciais, Integração. / The safety, quality and origin of food are the focus of current consumers, who seek information related to the system of production and care with the place of production. Conventional traceability systems correspond to appropriate technology for analyzing product information at any stage in the production chain, but they do not make specific data available in relation to the location and environment in which the products or batches of products were produced. Geotraceability allows us to complement this lack of traceability systems, making it possible to cover geographic information about the product. The association of geographic indicators and other information results in improved security of the traced product. RastroGrão is a grain traceability framework that records data from the agents of the production chain for later consultation by the final consumer, but was not modeled to make geoinformation available. The objective of this dissertation is to present the specification of geospatial data integration for RastroGrão. This research was based on the regulations and standards for the integration of geospatial data, as well as analysis of geoinformation management systems and analysis in GeoTraceAgri, GTIS CAP, GeoFairTrade, GeoWine and GeoRastro web software, which implement integrated geoinformation to traceability data of productive chains. In order to integrate the existing geographic information, it was necessary to use the Spatial Data Infrastructure (SDI) to combine several data sources, giving information about the analyzed area. With the integration of geospatial data, the agents of the production chain and consumers have accurate information about the products they consume, with verification of the location and environment, where the product was produced, transported and stored, as well as the practices involved in the production of a given product. This integration, with indicators, assists in ensuring product safety and protection of the environment, as well as providing sustainable agricultural control.

Desastres naturais são fenômenos que causam grandes danos às pessoas em áreas urbanas e rurais, motivando medidas de prevenção e reação. Se múltiplas fontes de informação são consideradas, tais medidas podem ser mais assertivas e efetivas. Porém, a integração de dados heterogêneos ainda impõe desafios devido às diferenças em suas estruturas. Para preencher essa lacuna, esta pesquisa apresenta uma arquitetura orientada a serviços, como parte de uma plataforma geoespacial para gestão de risco de desastres, a qual visa apoiar a integração de dados de sensores e de voluntários relacionados a inundações. Como resultado, a composição dos serviços descritos pelos componentes arquiteturais possibilita a integração entre dados de sensores e voluntários usando algoritmos diferentes de forma flexível e automática. / Natural disasters are phenomena that can cause great damage to people in urban and rural areas, thus motivating preventive and reactive measures. If multiple sources of information are considered, such measures can be more assertive and effective. However, the integration of heterogeneous data still poses challenges due to the differences in their structures. To fill this gap, this paper presents a service-oriented architecture, as part of a geospatial platform for disaster risk management, which aims to support the integration of sensor data streams and Volunteered Geographic Information (VGI) related to floods. The architectural components are implemented as Web services, and their composition enables the integration between sensor data and VGI using several algorithms in a flexible and automated manner. As result, the composition of the services described by the architectural components allows the integration of sensor and volunteered data by using diverse algorithms in a flexible and automated way.

Made available in DSpace on 2015-03-26T13:28:26Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 3330909 bytes, checksum: 83d789ab10722b6666725f8fd263d49e (MD5) Previous issue date: 2013-10-07 / Fundação Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística / In the process of production cartographic is natural the pursuit of quality spatial dataset. Throughout time technological evolution provided at the professionals in the area a constant growth in this production and in demand of these geospatial information by the users. However, to support this evolution without losing the qualification of space data is necessary to adopt standards. Furthermore, the complexity of geographic information in many aspects, require sampling techniques to measure and assess the quality of the spatial dataset in order to ensure with statistical basis, a significant amount and an appropriate spatial distribution of its samples. In Geosciences is intuitive to think in spatial correlation of a phenomenon under study and Geostatistics provides tools to identify and represent the behavior of this dependence. The spatial analysis of results from an inspection of a quality cartographic product is seldom addressed in literature, restricted only to conclusions descriptive and tabular, based on the assumption of classical statistical of independence from the observed data. At the present time is in deploying the National Spatial Data Infrastructure of Brazil (INDE), where several cartographic products are made available to the society, along with their geographic metadata. The metadata facilitates access to spatial data, but serve partly aspects concerning the quality of the dataset. Therefore, this thesis proposes a methodology for the quality inspection of spatial datasets of the INDE, based on international standards, concepts of generalization and elements of quality defined in literature as well as the spatial analysis of results of this inspection by using geostatistical methods and the representation of this assessment by means of quality maps. The method of quality evaluation data developed and applied on the Base Cartographic Continuous of Brazil at the 1:250.000 scale - BC250 with a focus on certain aspects of quality. The quality maps generated showed regionalizations in the indicators of quality inspected, confirmed by the staff that producer of cartographic base, subsidizing the producers themselves and users in understanding the spatial behavior quality product cartographic under study. / No processo de produção cartográfica é natural a busca pela qualidade do conjunto de dados espaciais. Ao longo do tempo, a evolução tecnológica propiciou aos profissionais da área um crescimento constante desta produção e na demanda destas informações geoespaciais por parte dos usuários. Entretanto, para acompanhar esta evolução, sem perder a qualificação dos dados espaciais, é necessária a adoção de padrões. Além disto, a complexidade das informações geográficas, em diversos aspectos, demanda técnicas de amostragem para mensurar e aferir a qualidade do conjunto de dados espaciais, a fim de garantir com embasamento estatístico, uma quantidade significativa e uma adequada distribuição espacial de suas amostras. Na área de Geociências é intuitivo pensar na correlação espacial de um fenômeno em estudo e a Geoestatística dispõe de ferramentas para identificar e representar o comportamento desta dependência. A análise espacial dos resultados de uma inspeção de qualidade de um produto cartográfico raramente é abordada na literatura, restrita apenas à conclusões descritivas e tabulares, baseadas no pressuposto da Estatística Clássica de independência dos dados observados. No presente momento está em implantação a Infraestrutura Nacional de Dados Espaciais do Brasil (INDE), onde diversos produtos cartográficos são disponibilizados à sociedade, junto com seus metadados geográficos. Os metadados facilitam o acesso ao dado espacial, mas atendem em parte aspectos relativos à qualidade do conjunto de dados. Desta forma, a presente dissertação propõe uma metodologia de inspeção da qualidade de conjuntos de dados espaciais da INDE, baseada em normas internacionais, conceitos de generalização e elementos de qualidade definidos na literatura, bem como a análise espacial dos resultados desta inspeção, usando métodos geoestatísticos e a representação desta aferição por meio de mapas de qualidade. O método de avaliação da qualidade de dados foi desenvolvido e aplicado sobre a Base Cartográfica Contínua do Brasil na escala 1:250.000 - BC250, com foco em determinados aspectos de qualidade. Os mapas de qualidade gerados mostraram regionalizações dos indicadores de qualidade inspecionados, confirmadas pela equipe produtora da referida base cartográfica, subsidiando usuários e os próprios produtores no entendimento do comportamento espacial da qualidade do produto cartográfico em estudo.

Desastres naturais são fenômenos que causam grandes danos às pessoas em áreas urbanas e rurais, motivando medidas de prevenção e reação. Se múltiplas fontes de informação são consideradas, tais medidas podem ser mais assertivas e efetivas. Porém, a integração de dados heterogêneos ainda impõe desafios devido às diferenças em suas estruturas. Para preencher essa lacuna, esta pesquisa apresenta uma arquitetura orientada a serviços, como parte de uma plataforma geoespacial para gestão de risco de desastres, a qual visa apoiar a integração de dados de sensores e de voluntários relacionados a inundações. Como resultado, a composição dos serviços descritos pelos componentes arquiteturais possibilita a integração entre dados de sensores e voluntários usando algoritmos diferentes de forma flexível e automática. / Natural disasters are phenomena that can cause great damage to people in urban and rural areas, thus motivating preventive and reactive measures. If multiple sources of information are considered, such measures can be more assertive and effective. However, the integration of heterogeneous data still poses challenges due to the differences in their structures. To fill this gap, this paper presents a service-oriented architecture, as part of a geospatial platform for disaster risk management, which aims to support the integration of sensor data streams and Volunteered Geographic Information (VGI) related to floods. The architectural components are implemented as Web services, and their composition enables the integration between sensor data and VGI using several algorithms in a flexible and automated manner. As result, the composition of the services described by the architectural components allows the integration of sensor and volunteered data by using diverse algorithms in a flexible and automated way.