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Remote sensing helps many applications like precision irrigation, habitat mapping, and traffic monitoring. However, due to shortcomings of current remote sensing platforms - like high cost, low spatial, and temporal resolution - many applications do not have access to useful remote sensing data. A team at the Center for Self-Organizing and Intelligent Systems (CSOIS) together with the Utah Water Research Laboratory (UWRL) at Utah State University has been developing a new remote sensing platform to deal with these shortcomings in order to give more applications access to remote sensing data. This platform (AggieAir) is low cost, fully autonomous, easy to use, independent of a runway, has a fast turnover time, and a high spatial resolution. A program called the Geospatial Real-Time Aerial Image Display (gRAID) has also been developed to process the images taken from AggieAir. gRAID is able to correct the camera lens distortion, georeference, and display the images on a 3D globe, and export them in a conventional Geographic Information System (GIS) format for further processing. AggieAir and gRAID prove to be innovative and useful tools for remote sensing.

GPS/INS (Global Positioning System / Inertial Navigation System) brings possibility of relaxing the demand for aerial triangulation in stereo model construction and rectification. In this thesis a differential rectification algorithm is programmed with Matlab software for aerial frame camera images. This program is tested using exterior orientation parameters obtained by GPS/INS and images are ortho-rectified. Ground Control Points (GCP) are measured in the orthorectified images and compared with other rectification methods according to RMSE and mean error. Besides, direct georeferencing accuracy is investigated by using GPS/INS data. Therefore, stereo models and ortho-images are constructed by using exterior orientation parameters obtained with both aerial triangulation and GPS/INS integration. GCPs are measured in both stereo models and ortho-images, compared with respect to their RMSE and mean error. In order to determine Digital Elevation Model (DEM) effect in ortho-rectification, different DEM data are used and the results are compared.

In this study, DEMs and orthoimages were generated from ASTER imagery and their accuracies were assessed. The study site covers an area of approximately 60 x 60 km and encloses the city of Ankara. First, DEMs were generated from stereo ASTER images. In order to find the best GCP combination, different number of GCPs (8, 16, 24, and 32) was used. The accuracies of the generated DEMs were then assessed based on the check points (CP), slopes and land cover types. It was found that 16 GCPs were good compromise to produce the most accurate DEM. The post processing and blunder removal increased the overall accuracy up to 38%. It was also found that there is a strong linear relationship between the accuracies of DEMs and the slopes of the terrain. The accuracies computed for water, urban, forest, mountainous, and other areas were found to be 5.01 m, 8.03 m, 12.69 m, 17.14 m, and 10.21 m, respectively. The overall accuracy was computed as 10.92 m. The orthorectification of the ASTER image was carried out using 12 different mathematical models. Based on the results, the models First Order 2D Polynomial, Direct Linear Transformation and First Order Polynomial with Relief have produced the worst results. On the other hand, the model Second Order Rational Function appears to be the best model to orthorectify the ASTER images. However, the developed model Second Order Polynomial with Relief provides simplicity, consistency and requires less number of GCPs when compared to the model Second Order Rational Function.

O objetivo deste trabalho foi a geração e avaliação de ortoimagens ALOS/PRISM, utilizandose para isso MDEs (Modelos Digitais de Elevação) obtidos através das diferentes combinações de visadas desse sensor de uma imagem com nível de processamento 1B1. Na primeira etapa foram gerados os MDEs a partir das combinações das três visadas, utilizando-se para isso pontos de controle obtidos através de levantamento de campo, onde foram testados a quantidade mínima necessária de pontos de controle para geração de MDE e outros parâmetros tais como nível de processamento, tamanho de janela, entre outros. Na etapa seguinte, comparou-se o resultado da extração com os Modelos Digitais de Elevação do ASTER (GDEM) e o SRTM (Shuttle Radar Topographic Mission), este gerado a partir do Projeto TOPODATA do INPE (Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais). Na etapa final avaliaram-se os MDEs com os pontos de checagem. Através de análises estatísticas selecionaram-se os melhores MDEs para ortorretificação. Os resultados demonstraram que, para este caso específico, todos os MDES da combinação de visada Backward – Foward (gerados a partir de 6 pontos de controle) seriam aprovados por apresentarem os menores valores de RMS (entre 2,94 e 3m) e que, ao se utilizar outros MDEs oriundos de outras combinações, as ortoimagens obtidas também atendem ao Padrão de Exatidão Cartográfica (PEC) Classe A para escala 1:25.000, bem como as ortoimagens geradas com os Modelos de Elevação Globais SRTM e GDEM. A área de estudo escolhida foi uma região rural do município de São Gabriel – RS, que possui relevo com média altimétrica de 160m, podendo ser considerado plano, o que justifica o bom desempenho do SRTM em conjunto com os MDEs gerados a partir do PRISM. / The aim of this work was the generation and evaluation of orthoimages ALOS / PRISM, using the MDEs (Digital Elevation Models) obtained using different combinations of sensor views of an image with 1B1 processing level. In the first step the MDEs were created from combinations of three views, using for it the ground control points obtained by field survey, where the minimum amount necessary of control points for DEM generation and other parameters as processing level, size of the windows, among others were tested. In the further step, the result of extraction was compared to Digital Elevation Models from ASTER (GDEM) and SRTM (Shuttle Radar Topographic Mission), this one generated from the Project TOPODATA from INPE (National Institute for Space Research). In the final step, the MDEs were evaluated with the checkpoints. Through statistical analysis the best MDEs were selected for orthorectification. The results showed that, for this specific case, all MDEs combination of Backward - Foward (generated from 6 control points) would be approved by submitting the lowest values of RMS (between 2.94 and 3 m) and, when using other MDEs from another combinations, obtained orthoimages also satisfies the Cartographic Accuracy Standard (PEC) for Class A 1:25,000 scale, as the orthoimages generated from the SRTM and GDEM. The chosen study area was a rural region of São Gabriel - RS, which has average altitude of 160 m, can be considered plane, which explains the good performance of the SRTM in conjunction with the MDEs generated from PRISM.

Este trabalho avalia a potencialidade da geração de ortoimagens advindas do sensor CCD do CBERS 2 produzidas através de um modelo matemático generalizado, a Transformação Linear Direta (DLT). O modelo de transformação foi implementado na linguagem Delphi 4.0 por alunos de pós-graduação da Universidade Federal do Paraná (UFPR), sendo gerado um utilitário para adaptar a leitura do Modelo Digital de Elevação (MDE) do SRTM (Shuttle Radar Topography Mission) no programa. A área utilizada como teste é uma região de relevo variando de plano a acidentado com variação de até 700m de altura, localizada no Centro Oriental Paranaense e abrangendo o cânion do Guartelá. Para a geração das ortoimagens utilizou-se de duas fontes de informação altimétrica, um MDE gerado pela missão SRTM e outro MDE gerado por curvas de nível e pontos contados de cartas topográficas na escala 1:50.000. Foi realizado o processo de ortorretificação de um recorte da cena CBERS utilizando os diferentes MDE’s, sendo as ortoimagens analisadas por testes estatísticos, e classificadas pelo Padrão de Exatidão Cartográfica (PEC) com o uso de pontos de verificação. Para a avaliação da necessidade de ortorretificação da cena CCD CBERS 2 o mesmo recorte foi também corrigido geometricamente por um polinômio de 2°. Os resíduos planimétricos gerados pela simples correção através do polinômio de 2° demonstram que há necessidade do processo de ortorretificação, ou seja, correção de erros devido à topografia do relevo nesta cena. E a comparação entre as ortoimagens geradas pelos diferentes MDE’s demonstra que é satisfatória a utilização do MDE do SRTM na ortorretificação de imagens advindas do sensor CCD do CBERS 2. / This work evaluates the orthoimages generation potentiality of the CCD sensor from the CBERS 2, by using a generalized mathematical model, say, the “Direct Linear Transformation (DLT)”. The transformation model was implemented by the pos graduated students from the Federal University of Paraná using the Delphi 4.0 language, and in this task an utilitarian software to adapt the Digital Elevation Model (DEM) from the Shuttle Radar Topography Mission (SRTM) function, on the program was produced. The land area surface used for trial is localized at the Paraná Oriental Centre and comprising the Guartelá canyon, varies in shape from an irregular to a plane embossment where variations up to 700m in height are found.Two DEM sources of altimetry information data for the orthoimages generations were used: The first generated from SRTM mission and the another one developed from contour lines and topographic points counted in a 1:50.000 scale. A orthorretification process, of a cutting out scene from the CBERS, was realized utilizing both MDE´s. The images were analyzed by statistics inferences and classified according to the Padrão de Exatidão Cartográfica (PEC) using check points. To evaluate the CCD CBERS 2 scene orthorefications necessity, the same cutting out was also object of geometric corrections having a second degree polynomial as a tool. The planimetrics residues generated by the second degree polynomial simplified corrections were just enough to demonstrate the necessity of the orthoretification process, it is, corrections of errors due to the embossment topography at the considered scene. The comparison of the images produced by the differents DEM´s demonstrate that the utilization of the DEM from the SRTM is a satisfactory tool for images orthoretifications of the CBERS 2.

Este trabalho avalia a potencialidade da geração de ortoimagens advindas do sensor CCD do CBERS 2 produzidas através de um modelo matemático generalizado, a Transformação Linear Direta (DLT). O modelo de transformação foi implementado na linguagem Delphi 4.0 por alunos de pós-graduação da Universidade Federal do Paraná (UFPR), sendo gerado um utilitário para adaptar a leitura do Modelo Digital de Elevação (MDE) do SRTM (Shuttle Radar Topography Mission) no programa. A área utilizada como teste é uma região de relevo variando de plano a acidentado com variação de até 700m de altura, localizada no Centro Oriental Paranaense e abrangendo o cânion do Guartelá. Para a geração das ortoimagens utilizou-se de duas fontes de informação altimétrica, um MDE gerado pela missão SRTM e outro MDE gerado por curvas de nível e pontos contados de cartas topográficas na escala 1:50.000. Foi realizado o processo de ortorretificação de um recorte da cena CBERS utilizando os diferentes MDE’s, sendo as ortoimagens analisadas por testes estatísticos, e classificadas pelo Padrão de Exatidão Cartográfica (PEC) com o uso de pontos de verificação. Para a avaliação da necessidade de ortorretificação da cena CCD CBERS 2 o mesmo recorte foi também corrigido geometricamente por um polinômio de 2°. Os resíduos planimétricos gerados pela simples correção através do polinômio de 2° demonstram que há necessidade do processo de ortorretificação, ou seja, correção de erros devido à topografia do relevo nesta cena. E a comparação entre as ortoimagens geradas pelos diferentes MDE’s demonstra que é satisfatória a utilização do MDE do SRTM na ortorretificação de imagens advindas do sensor CCD do CBERS 2. / This work evaluates the orthoimages generation potentiality of the CCD sensor from the CBERS 2, by using a generalized mathematical model, say, the “Direct Linear Transformation (DLT)”. The transformation model was implemented by the pos graduated students from the Federal University of Paraná using the Delphi 4.0 language, and in this task an utilitarian software to adapt the Digital Elevation Model (DEM) from the Shuttle Radar Topography Mission (SRTM) function, on the program was produced. The land area surface used for trial is localized at the Paraná Oriental Centre and comprising the Guartelá canyon, varies in shape from an irregular to a plane embossment where variations up to 700m in height are found.Two DEM sources of altimetry information data for the orthoimages generations were used: The first generated from SRTM mission and the another one developed from contour lines and topographic points counted in a 1:50.000 scale. A orthorretification process, of a cutting out scene from the CBERS, was realized utilizing both MDE´s. The images were analyzed by statistics inferences and classified according to the Padrão de Exatidão Cartográfica (PEC) using check points. To evaluate the CCD CBERS 2 scene orthorefications necessity, the same cutting out was also object of geometric corrections having a second degree polynomial as a tool. The planimetrics residues generated by the second degree polynomial simplified corrections were just enough to demonstrate the necessity of the orthoretification process, it is, corrections of errors due to the embossment topography at the considered scene. The comparison of the images produced by the differents DEM´s demonstrate that the utilization of the DEM from the SRTM is a satisfactory tool for images orthoretifications of the CBERS 2.

O objetivo deste trabalho foi a geração e avaliação de ortoimagens ALOS/PRISM, utilizandose para isso MDEs (Modelos Digitais de Elevação) obtidos através das diferentes combinações de visadas desse sensor de uma imagem com nível de processamento 1B1. Na primeira etapa foram gerados os MDEs a partir das combinações das três visadas, utilizando-se para isso pontos de controle obtidos através de levantamento de campo, onde foram testados a quantidade mínima necessária de pontos de controle para geração de MDE e outros parâmetros tais como nível de processamento, tamanho de janela, entre outros. Na etapa seguinte, comparou-se o resultado da extração com os Modelos Digitais de Elevação do ASTER (GDEM) e o SRTM (Shuttle Radar Topographic Mission), este gerado a partir do Projeto TOPODATA do INPE (Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais). Na etapa final avaliaram-se os MDEs com os pontos de checagem. Através de análises estatísticas selecionaram-se os melhores MDEs para ortorretificação. Os resultados demonstraram que, para este caso específico, todos os MDES da combinação de visada Backward – Foward (gerados a partir de 6 pontos de controle) seriam aprovados por apresentarem os menores valores de RMS (entre 2,94 e 3m) e que, ao se utilizar outros MDEs oriundos de outras combinações, as ortoimagens obtidas também atendem ao Padrão de Exatidão Cartográfica (PEC) Classe A para escala 1:25.000, bem como as ortoimagens geradas com os Modelos de Elevação Globais SRTM e GDEM. A área de estudo escolhida foi uma região rural do município de São Gabriel – RS, que possui relevo com média altimétrica de 160m, podendo ser considerado plano, o que justifica o bom desempenho do SRTM em conjunto com os MDEs gerados a partir do PRISM. / The aim of this work was the generation and evaluation of orthoimages ALOS / PRISM, using the MDEs (Digital Elevation Models) obtained using different combinations of sensor views of an image with 1B1 processing level. In the first step the MDEs were created from combinations of three views, using for it the ground control points obtained by field survey, where the minimum amount necessary of control points for DEM generation and other parameters as processing level, size of the windows, among others were tested. In the further step, the result of extraction was compared to Digital Elevation Models from ASTER (GDEM) and SRTM (Shuttle Radar Topographic Mission), this one generated from the Project TOPODATA from INPE (National Institute for Space Research). In the final step, the MDEs were evaluated with the checkpoints. Through statistical analysis the best MDEs were selected for orthorectification. The results showed that, for this specific case, all MDEs combination of Backward - Foward (generated from 6 control points) would be approved by submitting the lowest values of RMS (between 2.94 and 3 m) and, when using other MDEs from another combinations, obtained orthoimages also satisfies the Cartographic Accuracy Standard (PEC) for Class A 1:25,000 scale, as the orthoimages generated from the SRTM and GDEM. The chosen study area was a rural region of São Gabriel - RS, which has average altitude of 160 m, can be considered plane, which explains the good performance of the SRTM in conjunction with the MDEs generated from PRISM.

O objetivo deste trabalho foi a geração e avaliação de ortoimagens ALOS/PRISM, utilizandose para isso MDEs (Modelos Digitais de Elevação) obtidos através das diferentes combinações de visadas desse sensor de uma imagem com nível de processamento 1B1. Na primeira etapa foram gerados os MDEs a partir das combinações das três visadas, utilizando-se para isso pontos de controle obtidos através de levantamento de campo, onde foram testados a quantidade mínima necessária de pontos de controle para geração de MDE e outros parâmetros tais como nível de processamento, tamanho de janela, entre outros. Na etapa seguinte, comparou-se o resultado da extração com os Modelos Digitais de Elevação do ASTER (GDEM) e o SRTM (Shuttle Radar Topographic Mission), este gerado a partir do Projeto TOPODATA do INPE (Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais). Na etapa final avaliaram-se os MDEs com os pontos de checagem. Através de análises estatísticas selecionaram-se os melhores MDEs para ortorretificação. Os resultados demonstraram que, para este caso específico, todos os MDES da combinação de visada Backward – Foward (gerados a partir de 6 pontos de controle) seriam aprovados por apresentarem os menores valores de RMS (entre 2,94 e 3m) e que, ao se utilizar outros MDEs oriundos de outras combinações, as ortoimagens obtidas também atendem ao Padrão de Exatidão Cartográfica (PEC) Classe A para escala 1:25.000, bem como as ortoimagens geradas com os Modelos de Elevação Globais SRTM e GDEM. A área de estudo escolhida foi uma região rural do município de São Gabriel – RS, que possui relevo com média altimétrica de 160m, podendo ser considerado plano, o que justifica o bom desempenho do SRTM em conjunto com os MDEs gerados a partir do PRISM. / The aim of this work was the generation and evaluation of orthoimages ALOS / PRISM, using the MDEs (Digital Elevation Models) obtained using different combinations of sensor views of an image with 1B1 processing level. In the first step the MDEs were created from combinations of three views, using for it the ground control points obtained by field survey, where the minimum amount necessary of control points for DEM generation and other parameters as processing level, size of the windows, among others were tested. In the further step, the result of extraction was compared to Digital Elevation Models from ASTER (GDEM) and SRTM (Shuttle Radar Topographic Mission), this one generated from the Project TOPODATA from INPE (National Institute for Space Research). In the final step, the MDEs were evaluated with the checkpoints. Through statistical analysis the best MDEs were selected for orthorectification. The results showed that, for this specific case, all MDEs combination of Backward - Foward (generated from 6 control points) would be approved by submitting the lowest values of RMS (between 2.94 and 3 m) and, when using other MDEs from another combinations, obtained orthoimages also satisfies the Cartographic Accuracy Standard (PEC) for Class A 1:25,000 scale, as the orthoimages generated from the SRTM and GDEM. The chosen study area was a rural region of São Gabriel - RS, which has average altitude of 160 m, can be considered plane, which explains the good performance of the SRTM in conjunction with the MDEs generated from PRISM.

Este trabalho avalia a potencialidade da geração de ortoimagens advindas do sensor CCD do CBERS 2 produzidas através de um modelo matemático generalizado, a Transformação Linear Direta (DLT). O modelo de transformação foi implementado na linguagem Delphi 4.0 por alunos de pós-graduação da Universidade Federal do Paraná (UFPR), sendo gerado um utilitário para adaptar a leitura do Modelo Digital de Elevação (MDE) do SRTM (Shuttle Radar Topography Mission) no programa. A área utilizada como teste é uma região de relevo variando de plano a acidentado com variação de até 700m de altura, localizada no Centro Oriental Paranaense e abrangendo o cânion do Guartelá. Para a geração das ortoimagens utilizou-se de duas fontes de informação altimétrica, um MDE gerado pela missão SRTM e outro MDE gerado por curvas de nível e pontos contados de cartas topográficas na escala 1:50.000. Foi realizado o processo de ortorretificação de um recorte da cena CBERS utilizando os diferentes MDE’s, sendo as ortoimagens analisadas por testes estatísticos, e classificadas pelo Padrão de Exatidão Cartográfica (PEC) com o uso de pontos de verificação. Para a avaliação da necessidade de ortorretificação da cena CCD CBERS 2 o mesmo recorte foi também corrigido geometricamente por um polinômio de 2°. Os resíduos planimétricos gerados pela simples correção através do polinômio de 2° demonstram que há necessidade do processo de ortorretificação, ou seja, correção de erros devido à topografia do relevo nesta cena. E a comparação entre as ortoimagens geradas pelos diferentes MDE’s demonstra que é satisfatória a utilização do MDE do SRTM na ortorretificação de imagens advindas do sensor CCD do CBERS 2. / This work evaluates the orthoimages generation potentiality of the CCD sensor from the CBERS 2, by using a generalized mathematical model, say, the “Direct Linear Transformation (DLT)”. The transformation model was implemented by the pos graduated students from the Federal University of Paraná using the Delphi 4.0 language, and in this task an utilitarian software to adapt the Digital Elevation Model (DEM) from the Shuttle Radar Topography Mission (SRTM) function, on the program was produced. The land area surface used for trial is localized at the Paraná Oriental Centre and comprising the Guartelá canyon, varies in shape from an irregular to a plane embossment where variations up to 700m in height are found.Two DEM sources of altimetry information data for the orthoimages generations were used: The first generated from SRTM mission and the another one developed from contour lines and topographic points counted in a 1:50.000 scale. A orthorretification process, of a cutting out scene from the CBERS, was realized utilizing both MDE´s. The images were analyzed by statistics inferences and classified according to the Padrão de Exatidão Cartográfica (PEC) using check points. To evaluate the CCD CBERS 2 scene orthorefications necessity, the same cutting out was also object of geometric corrections having a second degree polynomial as a tool. The planimetrics residues generated by the second degree polynomial simplified corrections were just enough to demonstrate the necessity of the orthoretification process, it is, corrections of errors due to the embossment topography at the considered scene. The comparison of the images produced by the differents DEM´s demonstrate that the utilization of the DEM from the SRTM is a satisfactory tool for images orthoretifications of the CBERS 2.