Submitted by Raquel Alves de Oliveira (raquel88@gmail.com) on 2017-12-07T10:06:49Z No. of bitstreams: 1 Oliveira_2017_TESE.pdf: 10400710 bytes, checksum: 4c4e6b235bd849c0d16074edea702847 (MD5) / Approved for entry into archive by ALESSANDRA KUBA OSHIRO null (alessandra@fct.unesp.br) on 2017-12-07T11:22:22Z (GMT) No. of bitstreams: 1 oliveira_ra_dr_prud.pdf: 10400710 bytes, checksum: 4c4e6b235bd849c0d16074edea702847 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-12-07T11:22:23Z (GMT). No. of bitstreams: 1 oliveira_ra_dr_prud.pdf: 10400710 bytes, checksum: 4c4e6b235bd849c0d16074edea702847 (MD5) Previous issue date: 2017-06-29 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / Recentemente, os sensores hiperespectrais miniaturizados entraram no mercado e alguns modelos adquirem bandas hiperespectrais com geometria de quadro, com a vantagem de serem também operados em veículos aéreos remotamente pilotados (VARP). As imagens deste tipo de câmara podem ser utilizadas para a geração de modelos digitais de superfície hiperespectral (MDSHs) de alta resolução, usando o VARP, sem a necessidade do registro de dados de diferentes sensores ou diferente datas de aquisição. MDSHs aumentam o conhecimento sobre os alvos, uma vez que permitem modelar a reflectância do alvo utilizando dados provenientes de diferentes direções. Neste trabalho, a câmara hiperespectral de quadro utilizada não adquire todas as bandas instantaneamente, causando um deslocamento entre as bandas devido ao movimento da plataforma. Os principais objetivos deste projeto foram estudar e desenvolver técnicas para a geração de MDSHs em áreas de florestas, investigando e avaliando as principais etapas para o processamento das imagens da câmara hiperespectral de quadro até a geração do MSDH. Considerando que a tecnologia da câmara baseia-se em filtros ajustáveis, o estudo avaliou: a auto-calibração da câmara, verificando o comportamento dos parâmetros de orientação interior em diferentes bandas espectrais; o corregistro das bandas através de transformações geométricas 2D; e a estimativa dos parâmetros de orientação exterior. Em relação à geração do MDS, uma abordagem baseada em correspondência de imagem no espaço do objeto foi desenvolvida, adaptando o método de busca em linha vertical (VLL) para a geração MDSH e foi nomeado como VLL hiperespectral (HVLL). Adicionalmente, o uso de imagens classificadas para a adaptação dos parâmetros de correspondência foi avaliado com o objetivo de melhorar o processo de correspondência para diferentes objetos (HVLLC). Posteriormente, foram utilizadas múltiplas bandas no processo de correspondência de imagens, dados como múltiplos ângulos de visada e informação espectral foram calculados simultaneamente ao processo de correspondência de imagens. A avaliação da qualidade foi realizada comparando-se os MDSs gerados com os produzidos por um software comercial e por dados Airborne Laser Scanning (ALS). Esta investigação demonstrou que a técnica proposta pode ser usada para a geração de modelos 3D integrados aos dados hiperespectrais multiangulares da câmara hiperespectral de quadro. A avaliação de todas as etapas demonstrou que esta tecnologia pode fornecer dados geométricos e espectrais precisos e os MDSHs resultantes possuem potencial para várias aplicações de sensoriamento remoto. / Recently, miniaturized hyperspectral sensors, operable from small Remotely Piloted Aerial Systems (RPAS), have entered the market and some of these sensors acquire hyperspectral bands in frame geometry. Images of the lightweight hyperspectral 2D frame camera can be used to generate high-resolution hyperspectral digital surface models (HDSMs), without the registration of data from different sensors or different dates of acquisition. HSDMs increase the knowledge about the targets since it allows modeling the target reflectance using data coming from different directions. In this study, the hyperspectral 2D frame camera used does not acquire all bands instantaneously, causing band misalignment due to the platform motion. The main aims of this project were to study and develop techniques for the generation of HDSMs in forest areas, studying and assessing the main steps to process the hyperspectral 2D frame camera images until the HDSM generation. Considering that the camera technology is based on tunable filters, the study have assessed the orientation and DSM generation steps: the self-calibrating bundle adjustment to verify the behaviour of the interior orientation parameters using different spectral bands; the co-registration of the bands using 2D geometric transformation; the exterior orientation parameter estimation. Regarding to the DSM generation, an approach based on object space image matching was developed, adapting the vertical line locus (VLL) method for HDSM generation, and was named as hyperspectral VLL (HVLL). Additionally, the use of image classification data was investigated in order to adapt the image matching parameters and improve the process of image matching for different objects (hyperspectral VLL classes - HVLLC). Further, multiple bands were used and the spectral and multiangular viewing geometry were computed simultaneously to the image matching method. Quality assessment was performed by comparing to DSMs generated to those produced by commercial software and also by Airborne Laser Scanning (ALS) data. This investigation demonstrated that the proposed technique can be used to generate integrated 3D information and multiangular hyperspectral data from hyperspectral 2D frame camera. The assessment of all steps showed that the hyperspectral 2D frame technology can provide accurate geometric and spectral data and the resulting HDSMs have potential for several remote sensing applications. / FAPESP: 2013/17787-3 / FAPESP: 2013/14444-0 / FAPESP: 2014/24844-6

Made available in DSpace on 2015-03-26T13:28:05Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 2957688 bytes, checksum: ef8183fb03ec7b7417a321bf7d2a225e (MD5) Previous issue date: 2011-10-31 / The purpose of this study is the quality assessment of Digital Surface Models (DSMs) generated from stereo pairs of PRISM/ALOS images, considering aspects regarding different approaches of geometric correction, image matching strategies, grid distance and positional accuracy. The standard of accuracy expected for the products evaluated considers the Technical Standards of the National Cartography, defined by the Cartographic Accuracy Standard of the brazilian systematic mapping for 1:25,000 scale, class A. In the geometric correction step are considered the approaches of rigorous sensor model and generalized model using Rational Polynomial Coefficients (RPCs). The ground control points used in geometric correction and in global assessment of the positional accuracy of orthoimages and DSMs, were determined by GPS relative static positioning. The local assessments, aiming the analysis of DSMs as to different morphologies, are performed from control points determined by relative kinematic GPS positioning in low-slope surfaces and on inclined surfaces. The global results achieved indicate that the geometric modeling, the number of control points considered, as well as the strategies for image matching and grid distance influence the vertical accuracy of the DSM, in relation to the expected accuracy standard. The experiments performed to orthorectify the nadir images using the DSMs previously selected, show that variations as to these factors, beyond different vertical accuracies, not affect the expected horizontal accuracy of the orthoimage, portraying, therefore, the same horizontal quality standard for the MDSs used in the orthorectification. The statistical tests for trend and precision detection, confirm the relative consistency on all orthoimages and MDSs generated. However, most of these products presents trend, except for some isolated cases. As to the local assessment, the results indicate that different morphologies influence the accuracy of the DSM, in relation to global assessment. In general, the results in low-slope areas present greater accuracy. The local analyses also indicate that the slope, associated with factors such as failure image matching and interpolation procedures, provides degradation of DSM vertical accuracy. / O objetivo deste trabalho é a análise da qualidade de Modelos Digitais de Superfície (MDSs) gerados a partir de pares estereoscópicos de imagens do sensor PRISM/ALOS, considerando-se aspectos quanto a diferentes abordagens de correção geométrica, estratégias de correlação de imagens, espaçamento da grade e acurácia posicional. O padrão de acurácia esperado para os produtos avaliados considera as Normas Técnicas da Cartografia Nacional, através do Padrão de Exatidão Cartográfica (PEC) para a escala 1:25.000, classe A, do mapeamento sistemático brasileiro. Na etapa de correção geométrica são consideradas as abordagens do modelo rigoroso do sensor e do modelo generalizado com uso de Rational Polynomial Coefficients (RPCs). Os pontos de controle usados na correção geométrica, bem como para avaliação global da acurácia posicional de ortoimagens e MDSs, foram determinados por posicionamento GPS relativo estático. As avaliações locais, visando análise do comportamento dos MDSs segundo diferentes morfologias, são realizadas a partir de pontos de controle determinados por posicionamento GPS relativo cinemático, em superfícies de baixa declividade e em encostas de anfiteatros. Os resultados alcançados em nível global sinalizam que a modelagem geométrica utilizada, o número de pontos de controle considerados, assim como estratégias de correlação e espaçamento da grade influenciam a acurácia altimétrica dos MDSs, relativamente ao padrão de acurácia esperado. Os experimentos realizados para ortorretificar as imagens nadir com emprego de MDSs previamente selecionados, demonstram que variações quanto a esses fatores, além de acurácias altimétricas diferentes, não influenciam a qualidade planimétrica esperada para as ortoimagens, retratando, portanto, o mesmo padrão de qualidade planimétrica para os MDSs empregados na ortorretificação. Os testes estatísticos quanto à tendência e precisão confirmam a consistência relativa das ortoimagens e MDSs gerados, porém, a maioria desses produtos apresenta tendência, com exceção de alguns casos isolados. Quanto à avaliação local, os resultados indicam que diferentes morfologias influenciam a acurácia dos MDSs relativamente à análise global. De forma geral, áreas com menor declividade apresentam resultados com maior acurácia. As análises locais indicam ainda que a variável declividade, associada a fatores como a falha na correlação e procedimentos de interpolação, proporciona degradação da acurácia altimétrica dos MDSs.

Submitted by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2016-12-27T11:27:00Z No. of bitstreams: 2 Dissertação - Avilmar Antonio Rodrigues - 2016.pdf: 13580117 bytes, checksum: 2b78a395b4bd955f8d72e83399bcc578 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Approved for entry into archive by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2016-12-27T11:27:20Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Dissertação - Avilmar Antonio Rodrigues - 2016.pdf: 13580117 bytes, checksum: 2b78a395b4bd955f8d72e83399bcc578 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Made available in DSpace on 2016-12-27T11:27:20Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Dissertação - Avilmar Antonio Rodrigues - 2016.pdf: 13580117 bytes, checksum: 2b78a395b4bd955f8d72e83399bcc578 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Previous issue date: 2016-11-25 / This research aimed to evaluate the use of Unmanned Aerial Vehicle (UAV) as a platform for taking aerial photographs for mapping erosion planialtimetric located in urban areas. In addition, we evaluated the need to use or not to field control points for the generation of Digital Surface Model (DSM) and ortomosaico as tools to evaluate the erosive process. Despite the wide variation in attitude of aerial photographs that make up the aerophotogrammetric block arising from the instability of the UAV, it was possible to generate the MDS and ortomosaico with or without control points. This research was conducted in two urban erosions located in Goiania in Sector Fonte Nova in the stream of grass and the other in Silvânia called foot-washing. Whole generation of MDS, Digital Surface Model (MDT) and ortomosaico were performed in Agisoft PhotoScan program in semi-automatic processing, if used control points, or automatic without control points. The ortomosaicos generated without control points presented rotation, translation and scale of different generated with support. In addition, MDS generated without control points showed elevation or lowering of the reference surface with respect to the generated control, it is emphasized that these discrepancies are not constant. When performing automatic conversion of MDS to MDT, it was realized that the program was not able to eliminate the shrub vegetation located within the erosion. The vegetation or tree, shrub or undergrowth (grass) prevents proper limitation of erosion to the volume calculation. But unlike the MDS generated between two distinct epochs identifies the changes in the interval of time in areas without vegetation. The use of control points was essential to ensure the orientation, scale and the reference plane in the products generated from aerial photographs and thus evaluate the changes. Anyway, the UAV can be used as a platform for taking aerial photographs for generating cartographic products that enable the mapping and evaluation of erosions. / Esta pesquisa teve por objetivo avaliar a utilização do Veículo Aéreo Não Tripulado (VANT) como plataforma para a tomada de fotografias aéreas para o mapeamento planialtimétrico de erosão situada em zona urbana. Além disso, analisou-se a necessidade de utilização ou não de pontos de controle de campo para a geração de Modelo Digital de Superfície (MDS) e ortomosaico como instrumentos para examinar o processo erosivo. Apesar da grande variação da atitude da aeronave durante a obtenção das fotografias aéreas que compõem o bloco aerofotogramétrico, foi possível gerar o MDS e o ortomosaico com ou sem pontos de controle. Este estudo foi realizado em duas erosões urbanas, uma situada em Goiânia-GO, no Setor Fonte Nova/Córrego do Capim, e a outra em Silvânia-GO, denominada de Lava-Pés. Toda a geração dos MDS, Modelo Digital de Terreno (MDT) e ortomosaico foram realizados no programa Agisoft PhotoScan, em processamento semiautomático (i.e., com pontos de controle) e automático (i.e., sem pontos de controle). Os ortomosaicos gerados sem pontos de controle apresentaram rotação, translação e escala diferente dos gerados com apoio. Ademais, os MDS gerados sem pontos de controle apresentaram elevação ou rebaixamento da superfície de referência em relação aos gerados com controle. Ressalta-se, ainda, que essas discrepâncias não foram constantes. Ao realizar a conversão automática do MDS para o MDT, percebeu-se que o programa não foi capaz de eliminar a vegetação arbustiva localizada no interior da erosão. As vegetações arbórea, arbustiva ou rasteira (gramíneas) impedem a correta delimitação da erosão para o cálculo do volume. Porém, a diferença dos MDS gerados entre duas épocas distintas propicia identificar as alterações ocorridas nesse intervalo de tempo nas regiões sem cobertura vegetal. O uso de pontos de controle foi essencial para garantir a orientação, a escala e o plano de referência nos produtos gerados a partir das fotografias aéreas e, assim, avaliar as modificações da erosão. Por fim, o VANT pode ser utilizado como plataforma para a tomada de fotografias aéreas para gerar produtos cartográficos que possibilitem o mapeamento e as avaliações das erosões, sobretudo em áreas urbanas.