Made available in DSpace on 2015-03-26T13:28:36Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1715165 bytes, checksum: ba96ef5c3249cefde8551b95cd57d667 (MD5) Previous issue date: 2014-11-25 / With developments in recent years, methods for bathymetric surveys using acoustic sensors (echo sounders) and signals transmitted by satellite navigation receivers, it becomes possible to describe the submerged same level of detail which is embossed with the surface relief describes terrestrial. A graphical representation of the underwater relief occurs from Digital Elevation Models (DEMs) generated by interpolating seeking, from measurements, predict the depth at unsampled locations. The geometrical information taken from bathymetric surveys, the volume of liquid water or mud present, for example in a reservoir, is the most relevant. This study sought to determine the products generated by single beam bathymetric survey, as well as the methods of kriging interpolation and Topo to Raster. The study areas were a box of decanting of the water treatment plant and a dam lake of Furnas, where surveys were conducted, with total station and bathymetric surveys, with a single beam echo sounder which operates at frequencies 33 kHz and 210 kHz . In the settling box, first bathymetric survey was conducted (Lbat 1). Then be emptied and cleaned the box and before filling it again, surveying, (Ltop) was performed with total station. Immediately after filling, without water and mud decanted, another bathymetric survey (Lbat 2) was performed. To survey the dam lake of Furnas, held automated bathymetric survey, ie, using the GNSS technology for positioning. First, the data from the survey, we evaluated the methods of kriging interpolation and Topo to Raster in the DEM generation of the settling box. The conclusion was that the interpolator Top to Raster conditioning showed remarkable deformations at the edges and in the center of the study area and should be discarded. The next stage of this work was to evaluate the accuracy of DEMs generated by applying kriging on data from single beam bathymetric survey, Lbat 2, using the frequencies of 33 kHz and 210 kHz. Possession of DEMs were calculated discrepancies between information from them and points of surveying. The results showed an accuracy of about 5 cm in mean depths of 3.21 m, and that as the surveys were conducted after cleaning the box, with clean water, there was no significant difference in the accuracy of DEMs generated with depths raised to the frequencies 33 kHz and 210 kHz. Then the DEMs were generated by kriging for the first bathymetric survey, Lbat 1, when solid waste resulting from the settling process still existed. Volumes were calculated and compared to evaluate the frequency of 33 kHz echo sounder to determine the volume of mud in the box. After analyzing the results, it was found that using only the first bathymetric survey, with the frequencies 33 kHz and 210 kHz, there was detected 186 m3 of sludge, in a total volume of 799 m3 of water and mud which, with the clean water the volume is determined by accurate bathymetry, showing discrepancy of 0.63% for the frequency of 210 kHz and 0.12% for the frequency of 33 kHz. To survey the lake of Furnas DEMs were generated by kriging interpolation method and the Top to Raster, varying the spacing between the regular survey lines using horizontal scan lines to the regular survey lines. Through statistical analysis of the discrepancies between estimated by interpolating depths and depths observed in the scan lines of the bathymetric survey, the kriging showed better results for spacings of 40 and 80 meters. Considering the isobatimétricas between different DEMs created, it is observed that for larger spacings the interpolator to Top Raster presented smoother features when compared to the DEMs generated by kriging. / Com a evolução, nos últimos anos, dos métodos de levantamentos batimétricos utilizando sensores acústicos (ecobatímetros) e receptores de sinais transmitidos por satélites de navegação, torna-se possível descrever o relevo submerso com mesmo nível de detalhe com que se descreve o relevo da superfície terrestre. A representação gráfica do relevo submerso se dá a partir de Modelos Digitais de Elevação (MDEs) gerados por interpoladores que buscam, a partir das medidas realizadas, predizer a profundidade em locais não amostrados. Das informações geométricas extraídas de levantamentos batimétricos, o volume de água ou lama líquida presente, por exemplo em um reservatório, é a mais relevante. Este trabalho busca avaliar produtos gerados pelo levantamento batimétrico monofeixe, assim como os métodos de interpolação krigagem e Topo to Raster. As áreas de estudo foram uma caixa de decantação de estação de tratamento de água e um lago da represa de furnas, onde foram realizados levantamentos topográficos, com estação total e levantamentos batimétricos, com ecobatímetro monofeixe que opera nas frequências 33 kHz e 210 kHz. Na caixa de decantação, primeiramente foi realizado levantamento batimétrico (Lbat 1). Em seguida, esvaziou-se e limpou-se a caixa e, antes de enchê-la novamente, foi realizado um levantamento topográfico, (Ltop), com estação total. Logo após o enchimento, com água e sem lama decantada, foi realizado outro levantamento batimétrico (Lbat 2). Para o levantamento no lago da represa de furnas, realizou-se levantamento batimétrico automatizado, ou seja, empregando a tecnologia GNSS para o posicionamento. Primeiramente, com os dados do levantamento topográfico, se avaliou os métodos de interpolação krigagem e Topo to Raster na geração do MDE da caixa de decantação. A conclusão foi que o interpolador Topo to Raster condicionado apresentou notáveis deformações nas bordas e no centro da área de estudo, devendo ser descartado. A próxima etapa do trabalho foi avaliar a acurácia dos MDEs gerados aplicando krigagem nos dados do levantamento batimétrico monofeixe, Lbat 2, utilizando as frequências de 33 kHz e 210 kHz. De posse dos MDEs foram calculadas as discrepâncias entre informações extraídas deles e os pontos do levantamento topográfico. Os resultados apresentaram uma acurácia em torno de 5 cm, em profundidades médias de 3,21 m, e que, como os levantamentos foram realizados após a limpeza da caixa, com água limpa, não se verificou diferença significativa na acurácia dos MDEs gerados com as profundidades levantadas com as frequências 33 kHz e 210 kHz. Em seguida foram gerados os MDEs pela krigagem para o primeiro levantamento batimétrico, Lbat 1, quando ainda existiam resíduos sólidos resultantes do processo de decantação. Os volumes foram calculados e comparados a fim de avaliar a frequência de 33 kHz do ecobatímetro para determinar o volume de lama na caixa. Após analisar os resultados verificou-se que usando somente o primeiro levantamento batimétrico, com as frequências 33 kHz e 210 kHz, não se detectou 186 m3 de lama, num volume total de 799 m3 de água e lama, e que, com a água limpa, o volume determinado pela batimetria é acurado, apresentando discrepância de 0,63% para a frequência de 210 khz e 0,12% para a frequência de 33 khz. Para o levantamento do lago de furnas foram gerados MDEs pelo método de krigagem e pelo Topo to Raster, variando o espaçamento entre as linhas regulares de sondagem, utilizando linhas de verificação transversais às linhas regulares de sondagem. Através da análise estatística das discrepâncias entre as profundidades estimadas pelos interpoladores e as profundidades observadas nas linhas de verificação do levantamento batimétrico, a krigagem apresentou melhores resultados para espaçamentos de 20 a 80 metros. A diferença entre os volumes determinados para os espaçamentos de 20 a 40 metros foi menor que 2%,. Considerando as isobatimétricas entre os diversos MDEs criados, observa-se que para espaçamentos maiores o interpolador Topo to Raster apresentou feições mais suavizadas quando comparado com os MDEs gerados pela krigagem.

Este estudo apresenta o teste da eficiência do Earth Global Model 2008 (EGM2008) na geração de um modelo geoidal local, através da compatiblização com a ondulação obtida por posicionamento GPS (Global Positioning System) em 63 Referências de Nível (RN’s) localizadas no município de Porto Alegre, Rio Grande do Sul. O objetivo geral da dissertação foi analisar a exatidão do modelo geoidal gerado a partir dos coeficientes do modelo geopotencial EGM2008 para nivelamento por GPS no município de Porto Alegre e os objetivos específicos foram: a avaliação do modelo na região de Porto Alegre, a comparação das ondulações geoidais do EGM2008 (NEGM2008) com as ondulações geoidais em 63 RN’s (NGPS), o ajustamento da componente sistemática do geoide que é a diferença entre NEGM2008 e NGPS e a geração do modelo geoidal local compatibilizado para Porto Alegre. O método adotado apresenta as seguintes etapas: cálculo das ondulações geoidais nas RN’s; eliminação de erros grosseiros; geração do modelo geoidal através dos dados do EGM2008 com resolução de 7” de arco; cálculo da componente sistemática do geoide; ajustamento da componente sistemática através de transformação por polinômio de 2° grau com seis parâmetros pelo Método dos Mínimos Quadrados (MMQ). Os resultados obtidos foram: os parâmetros que compatibilizam o modelo geoidal global com o local e modelo geoidal local compatibilizado no formato raster, contendo as ondulações geoidais para todo o município. O novo modelo apresentou erro médio de 1,9 cm e desvio padrão de 7,2 cm. Os resultados da dissertação confirmam que é possível reduzir o erro associado ao modelo global através dos procedimentos adotados. Dessa maneira, conclui que o método utilizado reduziu o valor médio da componente sistemática de 15,4 cm para 1,9 cm após o ajustamento. / This study presents the Earth Global Model 2008’s (EGM2008) efficiency test on the conception of a local geoid model. The results were acquired through the undulation compatibility obtained by GPS (Global Positioning System) in 63 Bench Mark (BM) located in Porto Alegre, Rio Grande do Sul state, Brazil. The aim of this research was to analyze the accuracy of the geoid model generated from the geopotential model EGM2008’s coefficients to GPS leveling in Porto Alegre. The specific goals were the evaluation of the model in Porto Alegre region’s, the comparison between the EGM2008 (NEGM2008) geoid undulations and the geoid undulations in 63 BM (NGPS), and the adjustment of geoid’s systematic component, that is the difference between NEGM2008 and NGPS and the local geoid model’s conception to Porto Alegre. The method used presents the following steps: geoid undulation on RN’s’s computation; elimination of gross errors; geoid model’s conception through EGM2008’s data with resolution of 7” of arch; geoid’s systematic component computation; adjustment of the systematic component through transformation of 2nd degree polynomial with six parameters by the method of Least Squares. The results were: the parameters that make the models global and local compatible, and local geoid model compatible in raster format, containing the geoid undulations for the entire municipality. The new model showed 1.9 of mean error and 7.2 cm of standard deviation. Through the procedures adopted, the dissertation results’ confirm that it is possible to reduce the error associated of the the global model. Therefore, the conclusion is that the method used reduced the mean error of the systematic component from 15,4 cm to 1.9 cm, after the adjustment.

Orientadora : Christel Lingnau / Co-orientador : Jorge Centeno / Tese (doutorado) - Universidade Federal do Paraná / Resumo: A classificação baseada em contexto é um importante campo de estudos no processamento digital de imagens. A inserção do conhecimento dentro do processo de classificação da vegetação é uma das formas atualmente utilizadas pela comunidade de sensoriamento remoto a fim de incrementar a qualidade da classificação. O presente estudo é baseado no algoritmo de segmentação multi-resolução, FNEA (fractal net evolution approach), que permite segmentar uma imagem de diferentes níveis hierárquicos, a inserção do contexto é realizada através de relações entre objetos. A área de estudo escolhida foi uma área rural no município de Nova Esperança-Pr, onde se pretendeu mapear tipologias vegetais no ambiente ciliar do Rio Paracatu. Com a execução deste trabalho foi possível apresentar uma proposta de classificação digital de imagem de alta resolução baseada em orientação a objeto do ambiente ciliar para a área de estudo adotada. Os objetos oriundos do processo de segmentação multi-resolução permitiram a criação de diferentes níveos de segmentos, o que pode sustentar uma hierarquia entre objetos e subobjetos. Esta hierarquia foi fundamento para a estruturação de uma rede semântica, baseada no conhecimento. A classificação foi realizada por lógica fuzzy através de descritores de forma, textura e relações entre objetos e subobjetos. Foram avaliadas as diferentes opções de classificação dos objetos, tais como rede hierárquica, o processo seletivo e a mudança de especialista. Analisou-se ainda o grau de detalhamento das classes e subclasses que os diferentes modelos de classificação apresentam (potencial de discriminação). A araucária da classificação foi baseada nas ambiguidades geradas a partir da classificação fuzzy. / Abstract: Context base classification plays an important role in digital image analysis. The insertion of the knowledge base in the digital classification process is one of currently forms used by the community of remote sensing for vegetation mapping, so as end to develop the quality of the classification. Advanced image segmentation techniques (FNEA: fractal net evolution approach), was used in this study to provide the context introduction. The tested site was an agricultural area in the city of Nova Esperança-Pr, wherein was mapped the riparian vegetation along the Paracatu River. This work tried to present a proposal for high resolution image classification of the riparian environment based on object oriented analysis. The objects are derived by means of multiresolution segmentation. 1t allows a creation of different levels of segments supporting a hierarchy structure, generating spatial relations between objects and sub-objects. This hierarchy was the bedding for the semantic network. The knowledge base was the basis of the semantics. The classification was based on fuzzy rules by the means of descriptors such as: form, texture and relations between objects and sub-objects. Different approaches of classification were assessed: semantic network, selective and context change classification. It was also evaluated the degree of detailing of the classes and subclasses in different levels of segmentation (thematic resolution). The analysis of classification accuracy is relied upon ambiguities generated by fuzzy rules.

Este estudo apresenta o teste da eficiência do Earth Global Model 2008 (EGM2008) na geração de um modelo geoidal local, através da compatiblização com a ondulação obtida por posicionamento GPS (Global Positioning System) em 63 Referências de Nível (RN’s) localizadas no município de Porto Alegre, Rio Grande do Sul. O objetivo geral da dissertação foi analisar a exatidão do modelo geoidal gerado a partir dos coeficientes do modelo geopotencial EGM2008 para nivelamento por GPS no município de Porto Alegre e os objetivos específicos foram: a avaliação do modelo na região de Porto Alegre, a comparação das ondulações geoidais do EGM2008 (NEGM2008) com as ondulações geoidais em 63 RN’s (NGPS), o ajustamento da componente sistemática do geoide que é a diferença entre NEGM2008 e NGPS e a geração do modelo geoidal local compatibilizado para Porto Alegre. O método adotado apresenta as seguintes etapas: cálculo das ondulações geoidais nas RN’s; eliminação de erros grosseiros; geração do modelo geoidal através dos dados do EGM2008 com resolução de 7” de arco; cálculo da componente sistemática do geoide; ajustamento da componente sistemática através de transformação por polinômio de 2° grau com seis parâmetros pelo Método dos Mínimos Quadrados (MMQ). Os resultados obtidos foram: os parâmetros que compatibilizam o modelo geoidal global com o local e modelo geoidal local compatibilizado no formato raster, contendo as ondulações geoidais para todo o município. O novo modelo apresentou erro médio de 1,9 cm e desvio padrão de 7,2 cm. Os resultados da dissertação confirmam que é possível reduzir o erro associado ao modelo global através dos procedimentos adotados. Dessa maneira, conclui que o método utilizado reduziu o valor médio da componente sistemática de 15,4 cm para 1,9 cm após o ajustamento. / This study presents the Earth Global Model 2008’s (EGM2008) efficiency test on the conception of a local geoid model. The results were acquired through the undulation compatibility obtained by GPS (Global Positioning System) in 63 Bench Mark (BM) located in Porto Alegre, Rio Grande do Sul state, Brazil. The aim of this research was to analyze the accuracy of the geoid model generated from the geopotential model EGM2008’s coefficients to GPS leveling in Porto Alegre. The specific goals were the evaluation of the model in Porto Alegre region’s, the comparison between the EGM2008 (NEGM2008) geoid undulations and the geoid undulations in 63 BM (NGPS), and the adjustment of geoid’s systematic component, that is the difference between NEGM2008 and NGPS and the local geoid model’s conception to Porto Alegre. The method used presents the following steps: geoid undulation on RN’s’s computation; elimination of gross errors; geoid model’s conception through EGM2008’s data with resolution of 7” of arch; geoid’s systematic component computation; adjustment of the systematic component through transformation of 2nd degree polynomial with six parameters by the method of Least Squares. The results were: the parameters that make the models global and local compatible, and local geoid model compatible in raster format, containing the geoid undulations for the entire municipality. The new model showed 1.9 of mean error and 7.2 cm of standard deviation. Through the procedures adopted, the dissertation results’ confirm that it is possible to reduce the error associated of the the global model. Therefore, the conclusion is that the method used reduced the mean error of the systematic component from 15,4 cm to 1.9 cm, after the adjustment.

Apendices / Anexo / Orientador: André de Virmond Lima Bittencourt / Co-orientador: Ernani F. da Rosa Filho / Dissertaçao (mestrado) - Universidade Federal do Paraná / Resumo: Esse e um estudo sobre a qualidade das águas superficiais de Blumenau - SC, desenvolvido dentro de um programa de amostragens e analises que se estendeu por 24 meses, entre junho e 2000 a agosto de 2002. Fazem parte dessa avaliação os principais rios desse Município, a saber: o trecho do Itajai-Acu, que divide a cidade, e seus tributários. Na sua margem direita, o Garcia e o da Velha; e em sua margem esquerda: o do Testo, Itoupava e Fortaleza. Foram avaliados os resultados de 15 parâmetros fisicoquimicos diferentes, analisados nas águas desses rios. Fez-se o levantamento de informações da micro-região, como condições climáticas, topográficas, hidrográficas, geológicas, geomorfológicas, de uso do solo, do potencial poluidor das atividades econômicas locais, pedológicas e agropecuárias, entre outras. Foi confrontada a resposta de cada rio, segundo o resultado da qualidade de suas águas, aos fatores ambientais locais, esse foi um dos objetivos do presente estudo. O uso atual e futuro dessas águas superficiais, correspondentes a rede potamografica estudada, seja para abastecimento publico, seja com finalidades turísticas ou de preservação ambiental, foi a justificativa para o estudo. Como principais conclusões desse estudo tem-se: a temperatura se mostrou um parâmetro de controle muito importante na avaliação da qualidade das águas superficiais; a condutividade foi o parâmetro mais fiel a qualidade da águas; a presença de mata ciliar nos rios e cobertura vegetal nas micro-bacias estudadas se mostraram como fatores positivos na qualidade das águas; a chuva evidenciou arrastar nutrientes para os rios em áreas mais expostas; o substrato drenado apresentou significativa correlação com a presença de cor, baixo pH e sólidos totais em diferentes pontos estudados; a correlação entre os parâmetros e maior para águas de melhor qualidade; o método do IQA simplificado desenvolvido permitiu analisar a qualidade dos rios estudados. A metodologia desenvolvida nesse diagnostico, os mapas elaborados, as informações compiladas e as conclusões aqui apontadas, poderão ser uteis nos trabalhos de monitoramento e preservação da qualidade dos rios da área, ou servirem de apoio a outras pesquisas ou estudos correlatos desenvolvidos na região. Palavras-chave: Qualidade de Águas de Rios; Fatores Ambientais; Parâmetros Físicos, Químicos e Bacteriológicos. / Abstract: This is a study about Blumenau's, Santa Catarina State, surface water quality, using a sampling and analyses program extended for twenty-four months. Including in this assessment the main streams of municipal district area, such: the Itajai-Agu, on its portion, on the passage through Blumenau City, and its tributaries. On its right margin, the Garcia stream, and da Velha stream. On its left margin, the Testo stream, Itoupava stream and Fortaleza stream. Were evaluated fifteen physical-chemistry distinct parameters, developed on the waters from these streams. The micro-region knowledge like the climate conditions, the topography, the hydrology, the geology, the geomorphology, the soil use, the pollution potential from local economical and agricultural activities, and others aspects, was realized. The water quality answer to these subjects was pondered for each stream. It was developed a particular water quality index to evaluate the surface water studied. The head conclusions of this study was: the temperature was showed like a important control parameter on the superficial water evaluation; the parameter conductivity offers the better answer to the water quality; the riparian zone and basin vegetable coverage was positives aspects on superficial waters quality; the rain falls over exposed areas can to induce nutrients to the superficial waters; the answers of the subsurface drained on the streams waters can be watched in the pH, total solids and apparent color parameters; the best relationships between parameters was noted in the better quality waters; the simplified method of Water Quality Index allowed to define the studied streams quality.To know the local streams water quality and make the correlation with theirs environments is one of purposes of this work. The real and future use of regional surfaces waters was an apology of this study. The developed methodology used to this diagnosis, the maps elaborated, the data and conclusions here pointed, could be useful on the works to keeping and preserving regional waters rivers quality. Key-words: River Water Quality; Environmental Assessments; Physics, Chemicals and Bacteriological Parameters.

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.

Este estudo apresenta o teste da eficiência do Earth Global Model 2008 (EGM2008) na geração de um modelo geoidal local, através da compatiblização com a ondulação obtida por posicionamento GPS (Global Positioning System) em 63 Referências de Nível (RN’s) localizadas no município de Porto Alegre, Rio Grande do Sul. O objetivo geral da dissertação foi analisar a exatidão do modelo geoidal gerado a partir dos coeficientes do modelo geopotencial EGM2008 para nivelamento por GPS no município de Porto Alegre e os objetivos específicos foram: a avaliação do modelo na região de Porto Alegre, a comparação das ondulações geoidais do EGM2008 (NEGM2008) com as ondulações geoidais em 63 RN’s (NGPS), o ajustamento da componente sistemática do geoide que é a diferença entre NEGM2008 e NGPS e a geração do modelo geoidal local compatibilizado para Porto Alegre. O método adotado apresenta as seguintes etapas: cálculo das ondulações geoidais nas RN’s; eliminação de erros grosseiros; geração do modelo geoidal através dos dados do EGM2008 com resolução de 7” de arco; cálculo da componente sistemática do geoide; ajustamento da componente sistemática através de transformação por polinômio de 2° grau com seis parâmetros pelo Método dos Mínimos Quadrados (MMQ). Os resultados obtidos foram: os parâmetros que compatibilizam o modelo geoidal global com o local e modelo geoidal local compatibilizado no formato raster, contendo as ondulações geoidais para todo o município. O novo modelo apresentou erro médio de 1,9 cm e desvio padrão de 7,2 cm. Os resultados da dissertação confirmam que é possível reduzir o erro associado ao modelo global através dos procedimentos adotados. Dessa maneira, conclui que o método utilizado reduziu o valor médio da componente sistemática de 15,4 cm para 1,9 cm após o ajustamento. / This study presents the Earth Global Model 2008’s (EGM2008) efficiency test on the conception of a local geoid model. The results were acquired through the undulation compatibility obtained by GPS (Global Positioning System) in 63 Bench Mark (BM) located in Porto Alegre, Rio Grande do Sul state, Brazil. The aim of this research was to analyze the accuracy of the geoid model generated from the geopotential model EGM2008’s coefficients to GPS leveling in Porto Alegre. The specific goals were the evaluation of the model in Porto Alegre region’s, the comparison between the EGM2008 (NEGM2008) geoid undulations and the geoid undulations in 63 BM (NGPS), and the adjustment of geoid’s systematic component, that is the difference between NEGM2008 and NGPS and the local geoid model’s conception to Porto Alegre. The method used presents the following steps: geoid undulation on RN’s’s computation; elimination of gross errors; geoid model’s conception through EGM2008’s data with resolution of 7” of arch; geoid’s systematic component computation; adjustment of the systematic component through transformation of 2nd degree polynomial with six parameters by the method of Least Squares. The results were: the parameters that make the models global and local compatible, and local geoid model compatible in raster format, containing the geoid undulations for the entire municipality. The new model showed 1.9 of mean error and 7.2 cm of standard deviation. Through the procedures adopted, the dissertation results’ confirm that it is possible to reduce the error associated of the the global model. Therefore, the conclusion is that the method used reduced the mean error of the systematic component from 15,4 cm to 1.9 cm, after the adjustment.

Submitted by Marco Antônio de Ramos Chagas (mchagas@ufv.br) on 2018-07-09T14:48:05Z No. of bitstreams: 1 textocompleto.pdf: 4690363 bytes, checksum: b632e5c9c6b2e8dc83bbe74085927bcc (MD5) / Made available in DSpace on 2018-07-09T14:48:05Z (GMT). No. of bitstreams: 1 textocompleto.pdf: 4690363 bytes, checksum: b632e5c9c6b2e8dc83bbe74085927bcc (MD5) Previous issue date: 2018-02-23 / As indústrias petrolíferas possuem a necessidade e obrigação de inspecionar as instalações submarinas associadas ao transporte de óleo e gás periodicamente para evitar acidentes ambientais. Os veículos autônomos subaquáticos (AUV) têm-se tornado uma opção viável em Levantamento Hidrográfico (LH) devido à excelente estabilidade da plataforma e aos sensores de alta resolução acoplados no veículo e utilizados no mapeamento submarino. Esses sensores geram grandes quantidades de dados para serem analisados, assim torna-se necessário automatizar os processos no intuito de otimizar o tempo de processamento com a melhor exatidão posicional. Dessa forma essa pesquisa tem o objetivo de determinar a qualidade posicional de levantamento com AUV, avaliar quantitativamente e qualitativamente a redução do ruído speckle em imagem do SAS, desenvolver metodologia semi-automática para mapeamentos de dutos submarinos e detecção de condição de vão livre. A qualidade posicional foi verificada pela aplicação da propagação das incertezas no modelo matemático de determinação das coordenadas no LH com AUV. Na imagem do SAS foram utilizados filtros morfológicos, filtros adaptativos e Stretchlim para reduzir os efeitos do ruído. Os dutos submarinos foram mapeados de forma semi-automática pela metodologia de pré-processamento, redução de ruídos e realce dos alvos, extração de feições e pós-processamento. A classificação de condição de vão livre foi realizada por rede neural e random forest a partir da imagem SAS e dos perfis gerados do modelo digital de superfície obtido pelo ecobatímetro. Os resultados mostraram que a incerteza posicional do LH com o AUV é compatível com as especificações de todas as ordens da IHO (2010), porém o ponto crítico está no método de posicionamento acústico realizado com o Ultra-Short Baseline. A utilização de técnicas de processamento digital de imagem é uma poderosa ferramenta na redução dos ruídos speckle e na imagem do SAS, assim permitindo mapeamento com mais de mais de 80% dos dutos submarinos de forma semi-automatizado. Os métodos de rede neural e random forest tiveram resultados similares e satisfatórias para a classificação de condição de vão livre com exatidões globais de 86,8% e 89,9% respectivamente. / The oil industries have the necessity and obligation to inspect the submarine installations associated with the transport of oil and gas periodically to avoid environmental accidents. Underwater autonomous vehicles (AUV) have become a viable hydrographic survey option due to the excellent stability of the platform and the high-resolution (Synthetic Aperture Sonar - SAS, echo sounder multibeam, high definition cameras) submarine mapping. These hydrographic survey sensors generate large amounts of data to be analyzed, so it becomes necessary to automate the processes in order to optimize the processing time with the best positional accuracy. Thus, the goal of this research is to determine the positional quality of the AUV survey, to evaluate quantitatively and qualitatively the reduction of speckle noise in SAS image, to develop semi-automatic methodology for underwater pipeline mapping and free-span detection. The positional quality was verified by the application of the propagation of the uncertainties in the mathematical model of determination of the coordinates in the hydrographic survey with AUV. Morphological filters, adaptive filters and histogram contrast were used to reduce the effects of speckle noise on the SAS image. The submarine pipelines were semi- automatically mapped by the methodology of pre-processing, noise reduction and target enhancement, feature extraction and post-processing. The classification of free span condition was performed by neural network and random forest from the SAS image and the profiles generated from the digital surface model obtained by the echo sounder multibeam. The results showed that the positional uncertainty of the hydrographic survey with the AUV is compatible with the specifications of all orders of the IHO (2010) and critical point is the acoustic positioning performed with the Ultra-Short Baseline. The use of digital image processing techniques is a powerful tool in reducing speckle noise and restoring spatial resolution in the SAS image, thus enabling more efficient and faster automated processing. More than 80% of the subsea pipelines were mapped semi- automated. The methods of neural network and random forest had similar and satisfactory results for the classification of free-span condition with global accuracy of 86,8% and 89,9%, respectively. / o autor nao possui curriculo lattes, bem como agencia de fomento

[EN] Hydric soil erosion is an economic and ecological problem throughout the world. Current investigation of the processes intervening in the erosion needs detailed information about the soil's surface topography appropriate in resolution and precision for the work's scale. Part of the studies trying to model and quantify the erosive processes are carried out in laboratories, in detailed scales (millimetric), and need methods capable of giving accurate measurements of the surface, in an efficient way. Experiments carried out in a laboratory to measure hydric erosion are based on the use of rain simulators on small soil plots. Soil's rugosity or micro relief influences considerably the distribution of rain water among infiltration and run-off, and is a key factor when modelling erosive processes. Accurate measurement of the plot's relief before and after the rain simulation allows estimation based on the volume differences. In recent years there is an increasing demand for accurate topographical data in the area of geomorphological science. Reproduction of the soil's surface is done by means of Digital Elevation Models (DEM), generated from massive altimetric data acquired by means of laser scanners or image-based photogrammetric techniques. These data have been collected by means of classical photogrammetric techniques (among others) up until recently; it is not, however, an easy task, and furthermore, to achieve the necessary accuracy, a strict methodology is needed, taking into account all the error sources in the process. Advances in digital photogrammetry and related fields, such as image processing and computer vision, have brought new software tools with potential application in various fields, such as geomorphology and erosion study. Structure from Motion (SfM) method produces automatically a 3D model of an object from multiple converging images, using automatic image to image registry methods and image correspondence algorithms, which allow a great degree of automatization and a greater ease of use, with a very low cost. This thesis tries to establish a DEM collection methodology of an experimental zone in a laboratory after repeated episodes of simulated rain by means of photogrammetric techniques based on SfM. Based on the obtained DEM, an estimation of the erosion using DEM of Difference (DoD) techniques will be carried out, comparing these estimations with the results of the obtained run-off and infiltration to validate the method. The results show the suitability of this technique for laboratory erosion studies. / [ES] La erosión hídrica del suelo es hoy un problema económico y ecológico en todo el mundo. La investigación actual de los procesos que intervienen en la erosión requiere información detallada sobre la topografía de la superficie del suelo con resolución y precisión adecuadas a la escala de trabajo. Una parte de los estudios que se realizan para la modelización y cuantificación de los procesos erosivos se llevan a cabo en laboratorio, a escalas de detalle (milimétricas), y necesitan métodos capaces de proporcionar mediciones precisas de la superficie, de una manera eficiente. Los experimentos realizados en laboratorio para la medición de la erosión hídrica se basan en el uso de simuladores de lluvia sobre parcelas de suelo de reducidas dimensiones. La rugosidad o microrrelieve del suelo influye considerablemente en el reparto de agua de lluvia entre infiltración y escorrentía, y es un parámetro importante para la modelización de procesos erosivos. La medición precisa del relieve de la parcela antes y después de la simulación de la lluvia permite estimar la erosión a partir de las diferencias de volumen. Así, en los últimos años se ha producido una creciente demanda de datos topográficos de precisión en el ámbito de las ciencias geomorfológicas. La representación de la superficie del suelo se realiza a través de Modelos Digitales de Elevaciones (MDE), generados a partir de datos altimétricos masivos, adquiridos mediante escáneres láser o por técnicas fotogramétricas basadas en imágenes. La obtención de estos datos se ha realizado mediante técnicas fotogramétricas clásicas (entre otras) hasta hace poco; sin embargo, no es una tarea trivial, y además para conseguir las precisiones necesarias se ha de trabajar con una metodología rigurosa que tenga en cuenta todas las fuentes de error en el proceso. Los avances experimentados en fotogrametría digital y otros ámbitos relacionados, como el procesamiento de imágenes y la visión por computador, han proporcionado nuevas herramientas software disponibles con gran potencial de aplicación en muchas y variadas disciplinas, entre ellas la geomorfología y el estudio de la erosión. El método Structure from Motion (SfM) obtiene de forma automática un modelo 3D de un objeto a partir de múltiples imágenes convergentes empleando métodos automáticos de registro imagen a imagen y algoritmos de correspondencia de imágenes, lo que permite un alto nivel de automatización y una mayor facilidad de uso, con un coste muy bajo. En esta tesis se pretende establecer una metodología para la obtención de MDE de una zona experimental en laboratorio tras sucesivos episodios de simulación de lluvia mediante técnicas fotogramétricas basadas en SfM. A partir de los MDE obtenidos se realizará una estimación de la erosión aplicando técnicas de diferencias de MDE (DoD), contrastando estas estimaciones con los resultados de los sedimentos arrastrados por la escorrentía y la infiltración para validar el método. Los resultados han demostrado la idoneidad de esta técnica en los estudios de erosión en laboratorio. / [CAT] L'erosió hídrica del sòl és actualment un problema econòmic i ecològic en tot el món. La investigació actual dels processos que intervenen en l'erosió requereix informació detallada sobre la topografia de la superfície del sòl amb resolució i precisió adequades a l'escala de treball. Una part dels estudis que es realitzen per a la modelització i quantificació dels processos erosius es duen a terme en laboratori, a escales de detall (mil·limètriques) , i necessiten mètodes capaços de proporcionar mesuraments precisos de la superfície, d'una manera eficient. Els experiments realitzats en laboratori per al mesurament de l'erosió hídrica es basen en l'ús de simuladors de pluja sobre parcel·les de sòl de reduïdes dimensions. La rugositat o microrrelleu del sòl influeix considerablement en el repartiment d'aigua de pluja entre infiltració i escolament, i és un paràmetre important per a la modelització de processos erosius. La medició precisa del relleu de la parcel·la abans i després de la simulació de la pluja permet estimar l'erosió a partir de les diferències de volum. Així, en els últims anys s'ha produït una creixent demanda de dades topogràfiques de precisió en l'àmbit de les ciències geomorfològiques. La representació de la superfície del sòl es realitza a través de Models Digitals d'Elevacions (MDE) , generats a partir de dades altimètriques massives, adquirides per mitjà d'escàners làser o per tècniques fotogramètriques basades en imatges. La obtenció d'estes dades s'ha realitzat amb tècniques fotogramètriques clàssiques (entre altres) fins fa poc; no obstant això, no és una tasca trivial, i a més per a aconseguir les precisions necessàries s'ha de treballar amb una metodologia rigorosa que tinga en compte totes les fonts d'error en el procés. Els avanços experimentats en fotogrametria digital i altres àmbits relacionats, com el processament d'imatges i la visió per computador, han proporcionat noves ferramentes disponibles amb gran potencial d'aplicació en moltes i variades disciplines, entre elles la geomorfologia i l'estudi de l'erosió. El mètode Structure from Motion (SfM) obté de forma automàtica un model 3D d'un objecte a partir de múltiples imatges convergents emprant mètodes automàtics de registre imatge a imatge i algoritmes de correspondència d'imatges, la qual cosa permet un alt nivell d'automatització i una major facilitat d'ús, amb un cost molt baix. En esta tesi es pretén establir una metodologia per a l'obtenció de MDE d'una zona experimental en laboratori després de successius episodis de simulació de pluja per mitjà de tècniques fotogramètriques basades en SfM. A partir dels MDE obtinguts es realitzarà una estimació de l'erosió aplicant tècniques de diferències de MDE (DoD) , contrastant estes estimacions amb els resultats dels sediments arrossegats per l'escolament i la infiltració per a validar el mètode. Els resultats han demostrat la idoneïtat d'esta tècnica en els estudis d'erosió en laboratori. / Balaguer Puig, M. (2015). Análisis empírico de soluciones fotogramétricas en estudios de erosión hídrica en laboratorio [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/58989 / TESIS

Al diseñar, observar y calcular una Red Local de Alta precisión, cualquiera que sea su objetivo, se plantea siempre el problema de la fiabilidad de los datos, parámetros intermedios y resultados finales. La tendencia en el momento presente es que la exigencia en rigor y precisión, y en definitiva, de calidad, crezca y crezca. El concepto de precisión es fundamental en cualquier trabajo geodésica, y junto al de fiabilidad y costo, definen los tres parámetros fundamentales en cualquier actuación geodésica. [Nuñez et. al. 1991]. Se pude definir la fiabilidad como la capacidad de la red para detectar errores groseros en las observaciones. [Nuñez et. al. 1991]. Por tanto es necesario revisar los conceptos de figuras de error y algoritmos de cálculo. En ellos, incluso los redondeos practicados al realizar sucesivas operaciones aritméticas por el ordenador que se trate, tienen una importancia notable y no es indiferente la utilización de uno u otro equipo de los disponibles en el mercado. En esta de tesis se tratará, como ejemplo de lo expuesto, al resolver un sistema de ecuaciones por mínimos cuadrados Ax - K = R, (sabiendo que A es la matriz de diseño, K el vector de los términos independientes, y R el vector de los residuos), ya sea como red ligada o como red libre, nos podemos encontrar con que la matriz S = ATPA sea altamente sensible a cualquier operación de redondeo, resultando importantes discrepancias sobre el vector solución de las incógnitas X. En general, la sensibilidad detectada es inevitable y puede suponer un serio inconveniente en la obtención de resultados fiables en redes que requieran altos niveles de rigor y precisión, como es el caso del control de deformaciones. Sin embargo, antes de tomar la decisión extrema de repetir la observación, probablemente con nueva metodología e incluso, cambio de instrumentación, pueden intentarse mejorar la situación aplicando algún otro nuevo artificio de cálculo. Así pues debemos tener en cuenta / Anquela Julián, AB. (2001). Aportación al problema general de redes locales de alta precisión: condicionantes específicos de fijación de criterios teóricos y prácticos, de calificación de parámetros intermedios y resultados finales [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/59070