Orientador : Prof. Dr. Pedro Luís Faggion / Coorientadora : Profa. Dra. Érica Santos Matos / Tese (doutorado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências da Terra, Programa de Pós-Graduação em Ciências Geodésicas. Defesa: Curitiba, 20/12/2017 / Inclui referências : f. 120-126 / Resumo: Com o avanço da tecnologia os sistemas de nivelamento digitais têm substituído os níveis ópticos mecânicos em diversas aplicações, principalmente devido à eficiência e automatização. Estes sistemas são compostos basicamente pelo nível digital e a mira de ínvar gravada em código de barras, onde a precisão das observações estão relacionadas com a escala da mira, bem com os dispositivos constantes nos níveis, por exemplo, o sensor CCD e o sistema de lentes. Com o passar do tempo, seja pelo desgaste ou devido a avarias que estes equipamentos podem sofrer, tanto a escala do nível (função dos elementos que compõem o instrumento) quanto da mira podem variar, degradando o resultado das observações. Deste modo, para alcançar e garantir precisão é necessário que os instrumentos sejam verificados e calibrados simultaneamente em laboratório, possibilitando a avaliação da influência dos componentes do sistema sobre o resultado das medidas. Nos últimos anos, diversos sistemas foram construídos para a calibração simultânea dos sistemas de nivelamento digitais em vários países, sendo denominados de comparadores verticais ou horizontais. Contudo, na bibliografia pesquisada, não foram encontrados no Brasil indícios sobre a investigação e construção destes sistemas, assim, propõem-se nesta pesquisa a adequação de uma estrutura de calibração existente no Laboratório de Instrumentação Geodésica (LAIG) da Universidade Federal do Paraná (UFPR), para transformá-la em um sistema de calibração horizontal, sendo proposta uma nova metodologia para o processo de calibração. Como resultados foram discutidas e apresentadas todas as fases do projeto e execução de um acessório para adequação do sistema de calibração horizontal, bem como analisados os fatores que possam influenciar as observações. Além disso, foram calibrados sete diferentes sistemas de nivelamento digitais, onde foram derivados seus respectivos desvios das leituras e fatores de correção. Tais investigações indicaram a potencialidade no processo de calibração proposto, cujos resultados são comparáveis com os sistemas empregados no exterior. Por fim, gerouse o certificado de calibração dos sistemas analisados e investigou-se a aplicação destes certificados nos resultados das observações de dois nivelamentos geométricos de primeira ordem, aplicados no monitoramento de estruturas e em uma rede geodésica de primeira ordem, localizados na Usina Hidrelétrica Governados José Richa (UHGJR) e no campus centro politécnico da UFPR, respectivamente. Ressaltase que a partir da calibração dos sistemas de nivelamento digitais é possível conhecer o comportamento dos instrumentos, quantificando os erros e alcançando resultados mais fiáveis devido a aplicação do certificado de calibração, sendo este, um documento oficial que possibilita ao usuário atender as obrigações e deveres relacionados as normas de qualidade. Palavras Chave: Sistema de nivelamento digital. Instrumentação. Sistema de calibração horizontal. / Abstract: With the advancement of technology, digital leveling systems have replaced the mechanical optical levels in various application, mainly due to the efficiency and automation. These systems are basically composed of a digital level and an invar barcode leveling rod, where the precision of the observations are related to the rod scale, as well as the devices in the levels, for example the CCD sensor and the system of lenses. Over time, either by wear or due to damages that these devices may suffer, the scale of the level (function of the elements that form the equipment) and the rod may change, degrading the result of the observations. Thus, in order to achieve and guarantee precision, the instruments must be checked and calibrated simultaneously in laboratory, allowing the evaluation of the influence of the system components on the measurement result. In recent years, several structures were built for the simultaneous calibration of digital leveling systems in several countries and was called vertical or horizontal comparators. However, in the researched bibliography, no evidence was found in Brazil about the investigation and construction of these systems, thus, are proposed in this study the adequacy of an existing calibration structure in Geodetic Instrumentation Laboratory (LAIG) of the Federal University of Paraná (UFPR), to transform it into a horizontal calibration system, and a new methodology for the calibration process is proposed. As results were discussed and presented all phases of the design and construction of the accessory for adequacy of the horizontal calibration system are discussed and presented, as well as the factors that may influence the observations are analyzed. In addition, seven different digital leveling systems were calibrated, where their respective performances and scaling factors were derived. Such investigations indicated the potentiality in the proposed calibration process, whose results are comparable with the systems used foreign. Finally, calibration certificates of the analyzed systems were generated and the application of these certificates was investigated in the results of the observations of two first order differential leveling, applied to the monitoring of structures and a first-order geodetic network, located at the José Richa Governed Hydroelectric Plant (UHGJR) and at the UFPR polytechnic campus, respectively. It should be noted that from the calibration of the digital leveling systems it is possible to know the behavior of the instruments, quantifying the errors and achieving more reliable results due to the application of the calibration certificate. This is an official document that provide the user to meet the obligations and duties related to quality standards. Keywords: Digital leveling system. Instrumentation. Horizontal calibration system.

Orientador : Prof. Dr. Álvaro Muriel Lima Machado / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências da Terra, Programa de Pós-Graduação em Ciências Geodésicas. Defesa: Curitiba, 27/07/2016 / Inclui referências : f. 113-115 / Resumo: A detecção de mudanças de edificações, inicial e tradicionalmente feita empregando dados obtidos ou transformados em formatos raster, neste trabalho, realiza-se diretamente com tecnologia LIDAR pela importância da informação de elevação contida nos dados originais. Com esta perspectiva, são identificadas, classificadas e quantificadas alterações de edificações em duas áreas de estudo mapeadas com dois sensores LIDAR, usando como estratégia a comparação direta das nuvens de pontos multi-temporais obtidas nos mapeamentos. O processo começa com a correção dos erros no registro das nuvens de pontos para após serem aplicados dois métodos de detecção: o primeiro por determinação de diferenças altimétricas pela subtração de Modelos Digitais de Superfície - MDS gerados para cada conjunto de dados, denominado método indireto devido à transformação dos dados em raster. Após, com o reconhecimento prévio das alterações, é desenvolvido um segundo método de tipo vetorial por determinação de distâncias de ponto a plano entre as mesmas nuvens de pontos, denominado método direto. Associa-se uma classificação às mudanças detectadas, definida como "construção nova" e "demolição", a qual é verificada com o apoio de aerofotografias e levantamentos em campo. Assim, nesta fase surge uma classificação complementar definida como "construção temporária". Na comparação e análise dos resultados, ao avaliar a quantificação das edificações detectadas, obteve-se em ambos os métodos um importante cenário sobre as localizações de tais edificações e, ao estimar os atributos altura e área, determinou-se melhor acurácia com o método direto. Conclui-se que os dois métodos são ferramentas eficientes para o seguimento da dinâmica imobiliária através de diferentes intervalos de tempo e que como principal dificuldade se encontra o discernimento das construções quando houver presença de vegetação, pelo qual, recomenda-se finalmente, a remoção deste elemento antes das analises dos dados para melhor refinamento nos resultados. Palavras chave: LIDAR, detecção de alterações, edificações, raster e vetor. / Abstract: Building change detection, initially and traditionally through data obtained or transformed in raster formats, in this study was performed directly through the LIDAR technology, in view of the importance of elevation information contained in the original data. From this perspective, building changes in two study areas mapped with two LIDAR sensors were identified, classified and quantified, using as a strategy the direct comparison of multi-temporal point clouds obtained in the mappings. The process began with error correction in the registered point clouds and the subsequent application of two detection methods: the first, to determine altimetric differences by the subtraction of Digital Surface Models - DSM generated for each data set, named indirect method due to data transformation in raster. Then, from the previous change recognition, a second vector-type method was developed by determining point-to-plane distances between the same point clouds, named the direct method. A classification was assigned to the detected changes, defined as "new construction" and "demolition", which was verified with the support of aerial photographs and field surveys. Thus, at this stage a complementary classification defined as "temporary construction" emerged. The comparison and analysis of the results showed that, when evaluating the quantification of the detected buildings, an important scenario of building location was obtained through both methods and, when estimating height and area, higher accuracy was obtained with the direct method. Conclusion: the two methods are efficient tools for the follow-up of the real estate dynamics through different time intervals, and a major difficulty is the identification of constructions where vegetation is present. Finally, vegetation removal techniques are recommended before data analysis for better refinement of results. Keywords: LIDAR, change detection, buildings, raster and vetor.

Orientadore : Prof. Dr. Jorge Antonio Silva Centeno / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências da Terra, Programa de Pós-Graduação em Ciências Geodésicas. Defesa: Curitiba, 22/08/2014 / Inclui referências / Resumo: As câmeras de distância são equipamentos relativamente novos, que utilizam o princípio do ToF (Time-of-Flight) para medição de distâncias. Sua utilização já é bastante difundida para aplicações envolvendo detecção de movimento ou orientação de máquinas e robôs, porém poucos estudos buscando sua aplicação para levantamentos tridimensionais são realizados. Devido à forma como os dados são adquiridos com este sensor, diversas nuvens devem ser obtidas e então unificadas através de um processo de registro geométrico para a representação de uma cena completa. Com o objetivo de saber a qualidade de uma nuvem obtida por este processo com este tipo de sensor, nuvens de pontos geradas a partir das imagens de distância foram unidas utilizando o método do ICP (Iterative Closest Point) e comparadas a uma nuvem obtida por laser scanner, que possui uma precisão maior do que a da câmera de distância. Durante o trabalho, notou-se o acúmulo de distorções e ruídos nas nuvens obtidas com a câmera de distância, devido às suas propriedades e sua forma de funcionamento. Apesar disso, os resultados obtidos mostram que o processo de registro utilizado alcança um alinhamento adequado, apesar de certas discrepâncias, devido, principalmente, a tais distorções acumuladas das nuvens. Palavras-chave: Câmera de distância, Time-of-Flight, Registro geométrico, ICP / Abstract: Range Cameras are a fairly recent type of equipment to measure 3D points and utilize the Time-of-Flight principle to measure distances. It is already well known for applications such as movement detection and machinery and robot orientation, however fewer studies are done seeking for optimizations in its usage for 3D surveys. Due to the data acquisition format, several clouds unified by a registration process are needed in order to represent a full scene of interest. Willing to know the quality of a 3D cloud obtained using such process for this kind of sensor, several point clouds derived from the range images were united using the Iterative Closest Point registration method and compared to a point cloud obtained using a laser scanner sensor. During this process, distortion and noise heaps were noticed from the clouds generated by the range images, mostly because of the range camera working principles. Still, the final results show that the registration process used achieves good results, as most of the unconformities found were due to the distortion heap from the clouds. Keywords: Range camera, Time-of-Flight, Geometric registration, Iterative Closest Point

Orientador : Prof. Dr. Jorge Antonio Silva Centeno / Tese (doutorado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências da Terra, Programa de Pós-Graduação em Ciências Geodésicas. Defesa: Curitiba, 09/06/2017 / Inclui referências : f. 118-123 / Resumo: As imagens LANDSAT possuem resolução espacial e temporal compatíveis que permitem a detecção de alterações no uso da terra no curso de vários anos. Nessa tese foi desenvolvido um método que permite fazer a análise de uma série anual de imagens, bem como a comparação interanual para a detecção de alterações nas áreas de cultivo. Foi feita a limiarização das imagens do Índice de vegetação por Diferença Normalizada (NDVI) pelo método de Otsu para análise das alterações da fenologia nos alvos agrícolas. O resultado desta etapa é uma série de imagens binárias para cada ano estudado no período de 2013 a 2015 para os meses de maio a dezembro. As imagens binárias foram combinadas, formando uma nova imagem de oito bits para cada ano. A classificação das imagens multitemporais de cada ano foi feita com o emprego de dois métodos. No primeiro através da classificação não supervisionada (Clusters) que gerou três imagens, uma para cada ano. Essas imagens foram então comparadas por um método desenvolvido nesse trabalho chamado Análise de Detecção de Mudanças Interanuais (ADMI). No segundo método foi feita combinação das três imagens multitemporais, uma em cada canal RGB, resultando uma imagem colorida que foi classificada de forma supervisionada pelos métodos da Mínima Distância Euclidiana e pela Máxima Verossimilhança. Os resultados mostraram que a codificação binária do índice NDVI permite descrever os ciclos de cultivo ao longo do ano e detectar alterações interanuais. O método desenvolvido nesse trabalho denominado Análise de Detecção de Mudanças Interanuais (ADMI), permitiu analisar a variação do uso da terra nas áreas estudadas para os três anos através da codificação das imagens multitemporais classificadas. Palavras-chave: Detecção de alterações, Codificação binária, NDVI, SAVI, Limiarização de imagens. / Abstract: LANDSAT images have high spatial and time resolution which allows performing land use change detection along many years. In this thesis a method has been developed which allows analyzing a series of annual images, as well as comparing inter-annual ones for change detection in croplands. The Normalized Difference of Vegetation Index (NDVI) was computed for each image and they were thresholded by the Otsu Method for the analysis of the phenology of the agricultural land target. The results of that stage are a series of binary images for each year including the months between May through December for 2013 to 2015. The binary images were combined, building a new 8 bits image for each year. The classification of the multi-temporal images of each year was made using two methods. This first one was the unsupervised classification (based on the use of clustering algorithms) which generated three images, one for each year. They were then compared through a method developed in this work called Inter-annual Detection Change Analysis (ADMI - Análise de Detecção de Mudanças Interanuais). In the second method the three multi-temporal images were combined as single channels of a RGB image, resulting in a color image which was classified with the supervised methods of the minimum Euclidean distance and the maximum likelihood. The results have shown that the binary coding of NDVI index allows describing the growing stages of vegetation along the year and detecting inter-annual changes. The method developed in the present work called Inter-annual Detection Change Analysis (ADMI - Análise de Detecção de Mudanças Interanuais) allowed analyzing the land use variations in the areas in the three years period. Key-words: Change detection; Binary coding, NDVI; SAVI; Thresholding of the images.

Orientadora : Profa. Dra. Claudia Robbi Sluter / Tese (doutorado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências da Terra, Programa de Pós-Graduação em Ciências Geodésicas. Defesa: Curitiba, 23/06/2017 / Inclui referências : f. 177-192 / Resumo: Nas últimas décadas, foi perceptível o crescimento do interesse dos indivíduos sem educação formal em Cartografia, na utilização de mapas. Este movimento fez aproximar duas realidades antes tratadas como núcleos isolados: o campo da Cartografia dos profissionais e a Cartografia dos usuários. Nesta intersecção de realidades, surgiu uma nova modalidade de indivíduos que são potenciais produtores de geoinformação: os "produsers". Os "produsers" interagem com os mapas disponíveis online, editam, adicionam, modificam, publicam, e compartilham seus próprios dados geográficos, voluntariamente. Entretanto, ainda não se sabe quais são as formas de uso atreladas a esse movimento, i.e., quais são as tarefas que estas pessoas executam no momento em que interagem com as plataformas de mapeamento colaborativo. Resta resolver, ainda, um problema mais básico, pois até a proposição desta tese ainda não se sabia se "a prática do uso e geração de geoinformação nas plataformas de mapeamento colaborativo alterou o quadro tradicional de tarefas de leitura de mapas". Apoiando-se neste problema, o objetivo geral desta investigação foi identificar e caracterizar as tarefas de uso e geração de geoinformação no contexto do mapeamento colaborativo. Para cumprir com este propósito, desenvolveu-se um esquema procedimental que seguiu dois experimentos com indivíduos voluntários. No primeiro experimento 86 (oitenta e seis) participantes listaram tarefas de uso e geração de geoinformação em três contextos diferentes, segundo delimitação de cenários especialmente pensados para atender as necessidades desta pesquisa. No segundo experimento, entrevistou-se 28 (vinte e oito) indivíduos que colaboraram com a caracterização do nível de complexidade associado ao contexto de interação e colaboração com as plataformas de mapeamento colaborativo. Além disso, o segundo experimento possibilitou, ainda, que se propusesse um modelo para se estudar a complexidade das tarefas de uso e geração de geoinformação, considerando as características individuais das pessoas entrevistadas, tema que se apresentava enquanto uma lacuna. Esse modelo pode auxiliar pesquisadores interessados em realizar testes com usuários de mapas neste contexto do mapeamento colaborativo. Pode-se dizer que os experimentos idealizados permitiram que se comprovasse a hipótese levantada: existem tarefas de uso e geração de geoinformação atreladas ao contexto do mapeamento colaborativo que complementam o quadro tradicional proposto por Board (1978). Desta maneira, foi possível, além de complementar o quadro tradicional de tarefas de leitura de mapas de Board (1978), propor procedimentos para que se investigasse as formas de uso dos mapas em ambientes colaborativos, bem como, para que se estudasse os participantes deste contexto tecnológico, de uma forma individualizada. Palavras-chave: Mapeamento Colaborativo, Tarefas de Leitura de Mapas, Tarefas de uso e geração de geoinformação, Cognição, Carga Cognitiva / Abstract: During the last few decades, cartographers have noticed an ever-increasing interest on geoinformation products from individuals without formal education in Cartography & GIS. The technological advancements have changed dramatically the map use contexts, and the way the users interact with geoinformation products. These changes have enabled individuals without education in Cartography and GIS to produce geoinformation, the so-called "produsers". The "produsers" have been interacting with Web 2.0 platforms, producing and using the available content: they edit, add, modify, publish and share their on geoinformation. Rather than a concept, this comprises a new context for map use investigations. However, researcher do not know the way the "produsers" are interacting with these platforms as well as the way these people perform map-reading and map-generating tasks. Therefore, on this PhD thesis, we have answered the following research question: "did the Web 2.0 alter the traditional frame of mapreading tasks while enables individuals without education in Cartography & GIS to use and produce geoinformation?" By tracking the answer, we have defined the main goal as "to identify and characterize the map-using and map-generating tasks given by the crowdsourced context of Web 2.0 platforms". First, we have tested 86 subjects in order to identify and characterize the set of map-reading and map-generating tasks we hypothesized. The results have indicated there is a complementary set of map-reading tasks given by the technological context of the collaborative mapping platforms. Secondly, we have tested 28 individuals in order to establish the level of complexity of such tasks. In this case, we have adopted psychometric scales for doing this complementary description of map-reading and map-generating tasks. In both cases, we have selected a geoinformation crowdsourcing platform - the OpenStreetMap - as a basis for applying the tests. In general, the tests we have designed gave us good support for assessing the changes triggered by the technological advancements on map-using and mapgenerating context. Therefore, we might conclude the traditional frame of map-reading tasks lacks on this new context, where individuals can use and produce maps at the same time. This could be a remarkable advancement for those researchers designing map use tests as well as for understanding the role of the technological advancements on the science of Cartography. Keywords: Collaborative Mapping, Map-Reading tasks, Map-using and Map-generating tasks, Cognition, Cognitive Load

Orientador : Prof. Dr. Regiane Dalazoana / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências da Terra, Programa de Pós-Graduação em Ciências Geodésicas. Defesa: Curitiba, 28/07/2017 / Inclui referências : f. 92-99 / Resumo: A partir do lançamento dos primeiros satélites artificiais, deu-se início a uma grande revolução no que podemos denominar de Geodésia Moderna. Isso possibilitou, entre outras coisas, o desenvolvimento de modelos globais do geopotencial (MGGs) que geralmente são calculados em forma de coeficientes de uma expansão em séries de harmônicos esféricos e usados para modelar as funcionais do campo de gravidade da Terra. Com este trabalho tem-se o propósito de analisar a variação temporal da componente vertical de estações, que fazem parte da Rede Brasileira de Monitoramento Contínuo do GNSS (RBMC), através da utilização de modelos mensais derivados da missão GRACE, com base na funcional altitude geoidal. São realizadas comparações dos dados da RBMC, no que se refere à componente geométrica (altitudes elipsoidais) com altitudes com significado físico (as denominadas altitudes normais-ortométricas) geradas a partir dos MGGs. Os materiais para o cumprimento deste estudo compreendem: as séries temporais de coordenadas geodésicas referentes a 18 estações da RBMC, no período de tempo de Janeiro de 2012 a Julho de 2015, neste caso, coordenadas cartesianas são transformadas em coordenadas elipsoidais; e os modelos mensais do geopotencial baseados nos dados do satélite GRACE, provenientes de três centros de pesquisa, o Jet Propulsion Laboratory (JPL), o GeoForschungsZentrum (GFZ) e o Center for Space Research (CSR), sendo que os modelos foram desenvolvidos em diferentes graus, a saber: 60, 90 e 96. Destes modelos foram obtidos, para cada estação, os valores das altitudes geoidais que posteriormente foram utilizados na obtenção das altitudes normais-ortométricas. A metodologia emprega análises baseadas na determinação da regressão linear (visando obter a taxa de variação das altitudes) e a correlação entre as séries temporais de altitudes elipsoidais e normaisortométricas. Também foi feita a comparação entre as taxas de variação anual, para o período do trabalho, das altitudes geradas com as funcionais derivadas dos modelos do JPL, GFZ e CSR. Desta forma, o trabalho verificou a potencialidade da utilização de modelos mensais do geopotencial com base na missão GRACE. A verificação partiu de análises dos gráficos onde podem ser observadas as variações das altitudes elipsoidais e das altitudes ortométricas, gerando indicativos de possível soerguimento ou de subsidência da crosta. Na análise das variações anuais das altitudes elipsoidais e ortométricas, os valores obtidos pelo modelo JPL Release-05 desenvolvido até grau 60 e JPL Release-05 desenvolvido até o grau 90 mostraramse melhores quando comparados com os modelos gerados pelos outros centros de processamento na comparação com os mesmos graus de desenvolvimento, o que compreendeu 38,9% e 33,3% respectivamente, dos valores de variação menores do que um milímetro entre a altitude elipsoidal e a altitude ortométrica. Por fim, foram calculadas as correlações entre as séries temporais de altitudes elipsoidais, normais-ortométricas e altitudes geoidais. Os modelos mensais do geopotencial desenvolvidos até grau 60 tiveram maior correlação com os dados das altitudes elipsoidais quando comparados com os mesmos modelos desenvolvidos para os graus maiores, o que indica uma melhor correspondência entre as variações temporais da altitude elipsoidal e modelos mensais do geopotencial desenvolvidos até grau 60. Palavras-chave: Modelos mensais do geopotencial, GRACE, altitudes, variação temporal. / Abstract: From the launch of the first artificial satellites, it initiated a great revolution in what we can call Modern Geodesy. This allowed, among other things, the development of global geopotential models that are generally calculated as coefficients of an expansion in series of spherical harmonics and used to model the functionalities of the Earth's gravity field. The objective of this work is to analyze the temporal variation of the vertical component of stations that are part of the Rede Brasileira de Monitoramento Contínuo do GNSS (RBMC), using monthly models derived from the GRACE mission, based on the functional Geoid. Comparisons of RBMC data are made with respect to the geometric component (ellipsoidal height) with the component with physical meaning (ortometric height) generated from the MGGs. The materials for the accomplishment of this study comprise: the temporal series of geodesic coordinates referring to 18 RBMC stations, from January 2012 to July 2015, in this case, Cartesian coordinates are transformed into ellipsoidal coordinates: and the monthly geopotential models based on GRACE satellite data from three research centers, Jet Propulsion Laboratory (JPL), GeoForschungsZentrum (GFZ) and Center for Space Research (CSR), different degrees, namely: 60, 90 and 96. From these models were obtained, for each station, the values of the geoid that later were used to obtain the ortometric height. The methodology employs analyzes based on the determination of linear regression (aiming to obtain the rate of change of height) and the correlation between the time series of ellipsoidal and orthometric height. It was also made the comparison between the annual rates of change for the period of work, of the heights generated with the functional ones derived from the JPL, GFZ and CSR models. In this way, the work verified the potential of the use of monthly geopotential models based on the GRACE mission. The analysis was based on analysis of the graphs where the variations of the ellipsoidal height and the orthometric height can be observed, generating indications of possible uplift or subsidence of the crust. In the analysis of the annual variations of ellipsoidal and orthometric height, the values obtained by the JPL Release-05 developed until degree 60 and JPL Release-05 developed up to degree 90 showed the best results obtained when compared with the models generated by the others processing centers in comparison with the same degrees of development, which comprises 38,9 % and 33.3%, respectively, of variation values of less than one millimeter between ellipsoidal height and orthometric height. Finally, correlations between ellipsoidal and orthometric height were calculated. The monthly models of the geopotential developed up to degree 60 had a higher correlation with the data of the ellipsoidal height when compared with the same models developed for the greater degree, which indicates a better correspondence between the temporal variations of the ellipsoidal altitude and monthly models of the geopotential developed until degree 60. Keywords: Monthly models of geopotential, GRACE, heights, temporal variation.

Orientador : Prof. Dr. Eduardo Cunha de Almeida / Co-orientador : Prof. Dr. Yves Le Traon / Tese (doutorado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Tecnologia, Programa de Pós-Graduação em Ciências da Computação. Defesa: Curitiba, 17/12/2014 / Inclui referências / Abstract: Database Management Systems (DBMS) have been successful at processing transaction workloads over decades. But contemporary systems, including Cloud computing, Internet-based systems, and sensors (i.e., Internet of Things (IoT)), are challenging the architecture of the DBMS with burgeoning transaction workloads. The direct consequence is that the development agenda of the DBMS is now heavily concerned with meeting non-functional requirements, such as performance, robustness and scalability [85]. Otherwise, any stressing workload will make the DBMS lose control of simple functional requirements, such as responding to a transaction request [62]. While traditional DBMS, including DB2, Oracle, and PostgreSQL, require embedding new features to meet non-functional requirements, the contemporary DBMS called as NewSQL [56, 98, 65] present a completely new architecture. What is still lacking in the development agenda is a proper testing approach coupled with burgeoning transaction workloads for validating the DBMS with nonfunctional requirements in mind. The typical non-functional validation is carried out by performance benchmarks. However, they focus on metrics comparison instead of finding defects. In this thesis, we address this lack by presenting different contributions for the domain of DBMS stress testing. These contributions fit different testing objectives to challenge each specific architecture of traditional and contemporary DBMS. For instance, testing the earlier DBMS (e.g., DB2, Oracle) requires incremental performance tuning (i.e., from simple setup to complex one), while testing the latter DBMS (e.g., VoltDB, NuoDB) requires driving it into different performance states due to its self-tuning capabilities [85]. Overall, this thesis makes the following contributions: 1) Stress TEsting Methodology (STEM): A methodology to capture performance degradation and expose system defects in the internal code due to the combination of a stress workload and mistuning; 2) Model-based approach for Database Stress Testing (MoDaST): An approach to test NewSQL database systems. Supported by a Database State Machine (DSM), MoDaST infers internal states of the database based on performance observations under different workload levels; 3) Under Pressure Benchmark (UPB): A benchmark to assess the impact of availability mechanisms in NewSQL database systems. We validate our contributions with several popular DBMS. Among the outcomes, we highlight that our methodologies succeed in driving the DBMS up to stress state conditions and expose several related defects, including a new major defect in a popular NewSQL. / Resumo: Sistemas de Gerenciamento de Bando de Dados (SGBD) têm sido bem sucedidos no processamento de cargas de trabalho transacionais ao longo de décadas. No entanto, sistemas atuais, incluindo Cloud computing, sistemas baseados na Internet, e os sensores (ou seja, Internet of Things (IoT)), estão desafiando a arquitetura dos SGBD com crescentes cargas de trabalho. A conseqüência direta é que a agenda de desenvolvimento de SGBD está agora fortemente preocupada em atender requisitos não funcionais, tais como desempenho, robustez e escalabilidade [85]. Caso contrário, uma simples carga de trabalho de estresse pode fazer com que os SGBD não atendam requisitos funcionais simples, como responder a um pedido de transação [62]. Enquanto SGBD tradicionais exigem a incorporação de novos recursos para atender tais requisitos não-funcionais, os SGBD contemporâneos conhecidos como NewSQL [56, 98, 65] apresentam uma arquitetura completamente nova. O que ainda falta na agenda do desenvolvimento é uma abordagem de teste adequada que leve em conta requisitos não-funcionais. A validação não-funcional típica para SGBD é realizada por benchmarks. No entanto, eles se concentram na comparação baseada em métricas em vez de encontrar defeitos. Nesta tese, abordamos essa deficiência na agenda de desenvolvimento, apresentando contribuições diferentes para o domínio de testes de estresse para SGBD. Estas contribuições atendem diferentes objetivos de teste que desafiam arquiteturas específica de SGBD tradicionais e contemporâneos. No geral, esta tese faz as seguintes contribuições: 1) Stress TEstingMethodology (STEM): Uma metodologia para capturar a degradação do desempenho e expor os defeitos do sistema no código interno devido a combinação de uma carga de trabalho de estresse e problemas de configuração; 2) Model-based Database Stress Testing (MoDaST): Uma abordagem para testar sistemas de banco de dados NewSQL. Apoiado por uma máquina de estado de banco de dados (DSM), MoDaST infere estados internos do banco de dados com base em observações de desempenho sob diferentes níveis de carga de trabalho; 3) Under Pressure Benchmark (UPB): Um benchmark para avaliar o impacto dos mecanismos de disponibilidade em sistemas de banco de dados NewSQL. Nós validamos nossas contribuições com vários SGBD populares. Entre os resultados, destaca-se em nossas metodologias o sucesso em conduzir o SGBD para condições de estresse e expor defeitos relacionados, incluindo um novo major bug em um SGBD NewSQL popular.

Orientadora : Profª Drª Claudia Robbi Sluter / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências da Terra, Programa de Pós-Graduação em Ciências Geodésicas. Defesa: Curitiba, 28/03/2014 / Inclui referências / Resumo: No último século, os pesquisadores em Cartografia investiram em pesquisas científicas com o objetivo de melhorar as representações espaciais em todos seus aspectos. No início, eles utilizaram dos resultados provenientes das investigações psicofísicas para testar a efetividade dessas representações, bem como, os estudos em Psicologia Cognitiva para compreender como as pessoas criavam imagens mentais a respeito do mundo e transformavam-nas em mapas. Essa realidade tornou-se diferente quando surgiram as tecnologias da informação, principalmente a Internet. Por meio dessas ferramentas os indivíduos começaram a criar informações geográficas e disseminar o conteúdo espacial por meio das redes virtuais. Dessa maneira, muitos sujeitos sem experiência na geração de produtos cartográficos tornaram-se usuários produtores de geoinformação ou, "produsers". O impacto causado nas pesquisas em Cartografia pela inserção desses novos agentes na criação do conteúdo espacial, foi grande: os pesquisadores deixaram de tentar somente melhorar as representações e começaram a tentar compreender como avaliar a qualidade das Informações Geográficas Voluntárias (IGV). Tão logo qualquer indivíduo tornou-se um potencial produtor da informação espacial, os sistemas IGV ganharam notoriedade frente às agências oficiais de mapeamento por conta das diversas potencialidades do uso deste tipo de conteúdo na atualização das bases digitais oficiais. Entretanto, além da iniciativa do Serviço Geológico estadunidense com seu arrojado projeto The National Map Corps, as IGVs não têm sido utilizadas pelas agências oficiais de mapeamento, pois ainda não se conhece muito sobre a confiabilidade que se pode ter neste tipo de conteúdo. Assim sendo, a presente pesquisa foi idealizada na intenção de se compreender se a organização mental do conhecimento espacial influencia no julgamento da confiabilidade das informações geográficas voluntárias. Por esta razão, testou-se 30 indivíduos os quais foram divididos em dois grupos: o dos profissionais (grupo de controle), pessoas que têm experiência em Cartografia e SIG, especialmente, produzindo mapas, e os não profissionais, pessoas que não têm experiência em Cartografia. Para a aplicação dos testes, desenvolveu-se cenários de estudo por meio do sistema IGV Wikimapia®. O desenvolvimento de tais cenários teve por objetivo recriar situações reais vividas pelos usuários nos sistemas IGV, conjunturas nas quais estes indivíduos criam, usam e validam geoinformações. No primeiro cenário, os sujeitos entrevistados foram convidados a criar informações sobre um ponto turístico que indicariam para um amigo visitar. No segundo cenário, os entrevistados utilizaram das informações prestadas pelos sujeitos entrevistados no cenário 1 para localizar as feições indicadas. No terceiro e último cenário os entrevistados foram instigados a julgar a confiabilidade das informações criadas no cenário 1, tendo em vista informações a respeito do desempenho dos usuários do cenário 2 na tarefa de busca pela feição. Os resultados apontaram que a organização mental do conhecimento espacial afeta o julgamento da confiabilidade de informações geográficas voluntárias, pois esta é a forma como as pessoas descrevem os objetos do mundo, bem como, é um recurso natural que os seres humanos utilizam para manipular tais objetos mentalmente. Eles também revelaram que o raciocínio dos indivíduos avaliados seguiu um padrão que é dependente de suas habilidades cognitivas e experiências culturais. Assim como o indicado por Rosch (1973) e Tversky & Hemenway (1984), os entrevistados preferiram as categorias de nível básico e processos partonômicos para descrever as feições. Além disso, eles também julgaram as categorias de nível básico como as mais confiáveis. Concluiu-se, portanto, que a organização mental do conhecimento espacial afetou o julgamento da confiabilidade das informações geográficas voluntárias. Palavras-chave: Confiabilidade Semântica, Categorização Mental, Partonomia, Taxonomia, Informações Geográficas Voluntárias (IGV). / Abstract: During the last few decades, the geoinformation production has changed due to the spread of computer and internet technologies. These technologies have enabled individuals without specific knowledge in map design/production become potential cartographers or "produsers". Because many types of individuals are involved in the use and production of geoinformation. The Volunteered Geographic Information (VGI) has increased its importance due to two main factors. The first one, which comprises our research concern, is the interest of official agencies in updating their geodatabases with this rich crowdsourced content. Despite the USGS project "The National Map Corps", the VGI has not yet been largely used by official agencies because there is not enough knowledge about its reliability or quality. The second factor comprises the emergent interest of individuals in using web 2.0 medias, such as Facebook or OpenStreetMap, generating content and disseminating their own information. Therefore, we have designed this research in order to investigate how the mental categorization and the classification processes of information affects the reliability of VGI semantic content. We have tested 30 subjects in order to achieve our set of goals. Thus, we divided the subjects into groups: oneof cartography and GIS professionals and another of non-professionals. The professional group (control group) had previous experience in producing maps, while the second group (naive) had no previous experience in it. We have also developed scenarios using Wikimapia® as a VGI base map considering the real situations of use in a VGI system: individuals creating, using and validating geoinformation. In the first scenario, we have invited the subjects to create geoinformation about touristic points that they would like to invite a friend to visit. We have proposed a second scenario where individuals had employed the information created by the first group of subjects in order to look for the touristic point described in the first scenario. In the third and last scenario, we have invited the subjects to judge the reliability of the generated content. They have used the information generated by the first group of subjects and were aware of the performance of the second scenario users. The results pointed that the mental categorization and the classification processes of information affect the judgment of the reliability of VGI semantic content, because they are the way people use to describe objects in reality and a natural resource that we humans have created to handle things mentally. The results also have revealed that the reasoning of individuals shows a pattern, which depends on their cognitive skills and their mental organization. Naturally, as stated by Rosch (1973) and Tversky & Hemenway (1984) the individuals have preferred basic level categories and partonomic processes to describe the features. Besides, they have judged basic level categories as the most reliable. We may conclude that mental categorization, and partonomic and taxonomic processes have triggered the reliability judgment of individuals, and they were the most used among the others variables. Key words: Semantic Reliability, Mental Categorization, Partonomy, Taxonomy, Volunteered Geographic Information (VGI).

Orientador : Prof. Dr. Alvaro Muriel Lima Machado / Coorientador : Prof. Dr. Jorge A. Silva Centeno / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências da Terra, Programa de Pós-Graduação em Ciências Geodésicas. Defesa: Curitiba, 2016 / Inclui referências : f. 50-53 / Resumo: Qualquer câmara que se pretenda utilizar em Fotogrametria precisa ter suas características conhecidas por meio de calibração. Esta afirmação é ainda mais verdadeira quando se trata de câmara não fotogramétrica e de comércio comum, ou "off-the-shelf". Sistemas de identificação de alvos em imagens que forneçam alguma automatização à calibração de câmaras introduzem agilidade, economia e confiabilidade a esse processo. Nesta pesquisa foi proposto um sistema semiautomático de reconhecimento de alvos em imagens. Foram utilizados quatro alvos quadrados nas cores vermelho, verde, azul e preto, inseridos em cada extremidade do campo de calibração, bem como 63 alvos circulares monocromáticos distribuídos pelo campo. A partir de uma fotografia do campo de calibração, o sistema converteu a imagem para o espaço de cores CIELuv, onde a segmentação por meio de limiarização foi realizada. As imagens foram disponibilizadas no espaço RGB, sendo utilizadas cores puras para a identificação dos segmentos obtidos. Os centróides dos segmentos referentes aos alvos coloridos foram detectados por meio de componentes conexos. Utilizando as coordenadas em imagem destes centróides e as coordenadas para o referencial local do campo de calibração, por meio da transformação projetiva foi possível determinar quais são os parâmetros que devem ser utilizados para obter as coordenadas aproximadas dos alvos circulares na imagem. Nesses locais, foram inseridas janelas de busca para o reconhecimento por casamento de padrões. Foram então detectadas as coordenadas de imagem do centro dos alvos circulares, sendo que esse procedimento foi realizado para várias imagens. O sistema foi utilizado para imagens tomadas em dias e horários diferentes, com iluminação variante. Os resíduos entre as coordenadas lidas para o referencial do campo de calibração e as coordenadas obtidas pelo sistema foram maiores do que o esperado. Prováveis explicações abrangem o formato e tamanho dos padrões escolhidos para a identificação e experimentos realizados com câmaras de baixa qualidade (distorções não parametrizadas). Palavras-chave: detecção semiautomática, segmentação, casamento de padrões, alvos. / Abstract: Any camera, when used in Photogrammetry, need to have their characteristics known by camera calibration. This statement is even more true when it comes to not photogrammetric camera, or "off-the-shelf". Recognition targets systems that provide some automation to the camera calibration introduce agility, economy and reliability to this process. In this research it was proposed a semiautomatic target recognition system in images. It was used four square targets in the colors red, green, blue and black, inserted in each corner of the calibration field, as well 63 circular monochromatic targets spread in the field. From a photo, the system converted the image to the CIELuv color space, where the segmentation with thresholding was performed. The images were available in RGB color space, with pure colors being used for the identification of the segments obtained. The centroids of the segments referred to the color targets were detected by connected components. Using the image coordinates of these centroids and the coordinates of a local referential of the calibration field, with the projective transformation was possible to determinate the parameters to be used to obtain an approximation of the circular targets coordinates in the image. In these locals, the search windows for the template matching was positioned. The image coordinates of the center of the circular targets were detected and this process was performed for various images. The system was utilized with photos taken in different days and times, with variant lighting. The differences between the coordinates of a local referential of the calibration field and the coordinates obtained by the system were higher than the acceptable, probably due the chosen template for the template matching. Keywords: semiautomatic detection, segmentation, template matching, targets.

Orientador : Prof. Dr. Alzir Felippe Buffara Antunes / Coorientadora : Profª. Drª. Silvana Camboim / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências da Terra, Programa de Pós-Graduação em Ciências Geodésicas. Defesa: Curitiba, 29/07/2016 / Inclui referências : f. 88-93 / Resumo: Ao analisar as funções do Cadastro Imobiliário Urbano, parte constituinte de um Cadastro Multifinalitário e responsável por declarar a existência e características físicas dos imóveis e, do Registro de Imóveis, responsável por dar publicidade e garantir a titularidade da propriedade, percebe-se que ambos são complementares. A falta de intercâmbio de dados entre os dois, por sua vez, pode trazer prejuízo às tomadas de decisão ligadas às questões imobiliárias e de gestão urbana, já que diferentes informações podem estar vinculadas a um mesmo imóvel. Assim, o presente estudo visou desenvolver uma metodologia de integração dos dados do Registro de Imóveis e do Cadastro Imobiliário Urbano, de uma área compreendida no município de São José dos Pinhais, região metropolitana de Curitiba, a partir da aplicação dos conceitos apresentados por dois modelos de dados relacionados a questões territoriais, o LADM (Land Administration Domain Model) e a ETEDGVDefesaFT (Especificação Técnica para a Estruturação dos Dados Geoespaciais Vetoriais da Defesa da Força Terrestre). Palavras chave: Cadastro Imobiliário Urbano. Cadastro Técnico Multifinalitário. Registro de Imóveis. Integração de Dados. LADM. ET-EDVGDefesaFT / Abstract: By analyzing the functions of Urban Real Estate Register, constituent part of a multipurpose register and responsible for declare the existence and physical characteristics of the Real Estate, and Real Estate Registrations, responsible for publicize and ensure the ownership of the property, it is noticeable that both are complementary and the failure of exchange information between the two, can bring loss to decision making related to Real Estate questions and urban management, once different realities are linked to the same Real Estate. Therefore, the present study intends to develop a methodology of data integration of the Registration Real Estate and Urban Cadaster, from an area located at São José dos Pinhais, Curitiba's metropolitan region, from de application of concepts presented by two data models related to territory questions, the LADM (Land Administration Domain Model), conceptual model developed by ISO (International Organization for Standardization), with FIG's initiative (Geometers International Federation), and with Program for Human Settlements from ONU UN- habitat and with Brazilian rules developed by Brazilian's Army, ET-EDGVDefesaFT (Technical Specification for the Structuring of Geospatial Data vector Defence Land Force). Key Words: Urban Real Estate Registration. Technical Multipurpose cadaster. Real Estate Registration. Data Integration.