Orientador: Antonio Maria Garcia Tommaselli / Resumo: Com a disponibilidade de câmaras digitais, dados de posicionamento por satélites (GPS) e sistemas inerciais (INS), tornaram-se possíveis novas aplicações que envolvem a obtenção de produtos cartográficos em quase tempo real (após o processamento dos dados coletados em vôo), como o monitoramento de desastres ambientais. Tais aplicações necessitam de informações georreferenciadas com características de rapidez e confiabilidade, que podem ser obtidas pela técnica fotogramétrica digital, apoiada pelos sensores que fornecem a orientação direta da câmara. Em geral, os parâmetros fornecidos pelos sensores de orientação utilizados para mapeamento não possuem a acurácia necessária para eliminar totalmente a paralaxe vertical do modelo e, por conseguinte, a visualização estereoscópica da cena fica prejudicada. Para resolver este problema, propôs-se uma metodologia que é baseada na compatibilização dos parâmetros de orientação direta (GPS + INS), mediante um modelo de coplanaridade modificado, num ajustamento pelo método dos Mínimos Quadrados. Os valores observados correspondem a pontos homólogos medidos automaticamente no modelo por técnicas de correlação por área. Após o refinamento dos parâmetros de orientação exterior (OE), as imagens são normalizadas por meio de uma reamostragem epipolar, com intuito de proporcionar uma melhor visualização estereoscópica da cena e auxiliar o processo de geração automática de Modelos Digitais de Terreno. Neste sentido, módulos computacionais foram desenvolvidos em linguagem C++ para a geração totalmente automática de estereomodelos em quase tempo real. Experimentos com dados simulados e reais foram conduzidos, na ordem de verificar a eficácia da metodologia com respeito a eliminação da paralaxe vertical do modelo e a acurácia das coordenadas no espaço objeto calculadas por intersecção...(Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: With the availability of digital cameras, satellite positioning systems (GPS) and inertial navigation systems (INS), new applications such as fast cartography and real time environmental monitoring became feasible. Such applications require georeferenced information with characteristics of speed and reliability that can be obtained by digital photogrammetry, using additional data from sensors of direct orientation. Generally, the parameters supplied by the sensors are under the required accuracy to elimine the vertical parallax in the model. To solve this problem, the methodology proposed in this project is based on the reprocessing of the parameters of orientation supplied by the sensors, using a modified coplanarity model. The observations are the images coordinates automatically measured in each image using an area-based correspondence method. After the EO parameters refinement, using the modified coplanarity model, the images are normalized through an epipolar resampling, in order to provide a confortable stereoscopic visualization of the model, since vertical parallax is eliminated, and to facilitate the process of automatic Digital Terrain Model generation. In order to test the proposed approach, computational programs were developed in C++ language, enabling the full automatic generation of estereomodelos in almost real time. Experiments with simulated and real data were performed, in order to verify the performance of the method with respect to y-parallax elimination and accuracy of reconstructed object space coordinates. These experiments are presented and discussed showing the effectiveness of the proposed approach for automatic generation of stereo models. / Mestre

Resumo: Atualmente, sensores de posição e orientação podem ser adquiridos e integrados com um custo relativamente baixo, fornecendo resultados promissores em aplicações como o mapeamento. Neste contexto, câmaras digitais de pequeno e médio formato proporcionam novos horizontes aos processos de mapeamento, devido às diversas vantagens sobre sistemas convencionais, como custo reduzido, pequenas dimensões, menor peso e fácil manejo. Mas, fatores como estabilidade geométrica e resolução dos sensores ainda podem se tornar limitantes para determinadas aplicações, devendo ser observados e corrigidos nos processos de produção. Neste contexto, este trabalho teve como objetivo o estudo e implementação de hardware e software para permitir o sincronismo entre o receptor GPS e câmaras digitais para aplicações de mapeamento. O sincronismo baseou-se no uso do sistema operacional Linux com modificações em seu núcleo, juntamente com o software NTP, responsável por sincronizar o relógio do computador usando uma referência de tempo externa, no caso o PPS de um receptor GPS. A validação foi realizada comparando-se diretamente os instantes registrados pelo sistema comercial SPAN-CPT e a técnica proposta neste trabalho. Além disto, os Centros Perspectivos determinados pelas técnicas implementadas foram usados em experimentos com fototriangulação de um bloco de imagens, possibilitando a análise das discrepâncias da fototriangulação nos pontos de verificação. O resultado do sincronismo apresentou pequenas discrepâncias em relação ao sistema comercial, implicando na determinação das coordenadas dos CPs com boa qualidade, permitindo seu uso em mapeamento e em outras aplicações. / Abstract: Currently, position and orientation sensors can be acquired and integrated with affordable costs, providing valuable results in mapping applications. In this context, small and medium format digital cameras are offering new horizons in mapping processes, due to several advantages when compared to conventional systems, like: low cost, low size, less weight and easy of handling. However, its internal stability and resolutions can limit use in some applications. This work aims at the study and implementation of hardware and software components for synchronization of a GPS receiver and digital cameras for mapping applications. Synchronization was based on Linux operational system with a modified kernel, and NTP software, used to synchronize computer time with the GPS reference time, through the 1 PPS pulse. The validation of the implemented system was done by comparing directly the recorded events from a commercial navigation system (SPAN-CPT) and from the proposed techniques. Furthermore, the PC coordinate determined by these techniques were used in an aerial triangulation, enabling the analysis of discrepancies in the checkpoints. The result of the synchronization showed small discrepancies with the commercial system, resulting in the determination of the PC coordinates with good quality, enabling its use in mapping and several other applications. / Orientador: Antonio Maria Garcia Tommaselli / Coorientador: Paulo de Oliveira Camargo / Banca: Edson Aparecido Mitishita / Banca: Julio Kiyoshi Hasegawa / Mestre

Resumo: O presente estudo aborda as possibilidades do uso de Sistemas de Informação Geográfica aplicados no levantamento e mapeamento de Orchidaceae na bacia hidrográfica do rio Corumbataí no Estado de São Paulo, a qual é considerada um exemplo de local com situação alarmante no sentido da conservação de geoecossistemas. Ocorrem na área atividades agropastoris, transformando a paisagem natural e pressionando as florestas que se tornam pequenos fragmentos, principalmente ao longo do curso dos rios e seus afluentes, somando-se, nesse contexto, atividades mineradoras que prejudicam o sistema hidrológico da bacia. Nessa dimensão imponente de uma área delimitada em seu perímetro, considerando as partes mais altas formadas pelas cuestas, ao norte, montanhas e morros a oeste e a leste, o rio Corumbataí é o principal leito condutor das águas superficiais, depositando-as no rio Piracicaba. Geograficamente, estudou-se a distribuição dos geótopos, nesse caso, em seu interior, as orquídeas, sob metodologia linear nos corredores de matas ciliares, às margens dos rios e córregos e fragmentos dessa bacia. Os resultados dessa pesquisa consistem na revelação de que há na bacia hidrográfica do rio Corumbataí grande heterogeneidade de recursos florestais e, a distribuição das orquidáceas se processa em vegetações com características semelhantes, ou seja, apresentam-se sobre solos hidromórficos e em locais acidentados protegidos, da ação antrópica. Foram encontradas e mapeadas por essa pesquisa vinte e oito (28) espécies de Orchidaceae, indicando que essa bacia hidrográfica ainda pode apresentar outras espécies que até então não foram encontradas. Os dados obtidos pela pesquisa foram armazenados em um banco de dados no servidor do Centro de Análise e Planejamento Ambiental (CEAPLA) e serão incluidos no Atlas Ambiental da bacia hidrográfica do rio Corumbataí / Abstract: This study explores the possibilities of the Geographic Information Systems' use be applied in the surveying and mapping of Orchidaceae in Corumbataí watershed in São Paulo, which is considered an example of local alarming situation in order to conserve geo-ecosystems. Agropastoral activities occur in the area, transforming the natural landscape and pressing the forests to become smaller fragments, mainly along the courses of rivers and their affluent rivers, adding to this context, mining activities that affect the hydrological system of the basin. In this imposing size of a fence on the perimeter, whereas the higher parts formed like cuestas at the North, mountains and hills at West and East, the Corumbataí river is the main conduit for the superficial water's conduction, depositing it in the Piracicaba river. In this case, the distribution of geotopes and their inner orchids was geographically studied, under linear methodology in the corridors of riparian forests along the rivers, streams and fragments of the Corumbataí watershed. The results of this research involve the revealing that there are in the Corumbataí watershed great heterogeneity of forest resources and the distribution of orchids that occur in vegetation with similar characteristics, they show up on hydromorphic soils and rough in places protected against anthropic activities. Twenty-eight (28) species of Orchidaceae were found and mapped by this research, indicating that this basin may still have other species that had not been ever found. The study's data were stored in the Center for Environmental Analysis and Planning's database server (CEAPLA) and they will be included in the Environmental Atlas of the Corumbataí river basin / Orientador: Magda Adelaide Lombardo / Coorientador: Maria Inez Pagani / Banca: Fábio de Barros / Banca: Antônio Carlos Sarti / Banca: Sérgio Luis Antonello / Banca: Sâmia Maria Tauk-Tornisielo / Doutor