Para o georreferenciamento das informações extraídas dos mapas digitais são usados modelos matemáticos de transformação geométrica de coordenadas. O desempenho da transformação de coordenadas está diretamente relacionado à exatidão das coordenadas dos pontos de controle identificados no mapa, uma vez que devido ao uso da tecnologia GNSS, não existe mais a dificuldade de se medir com exatidão coordenadas de pontos no terreno. Por esta razão, é possível obter um georreferenciamento admissível se as coordenadas dos pontos de controle forem posicionadas com exatidão sobre o mapa. Entretanto, como na maioria dos municípios do Brasil, os mapas são antigos, ou seja, desatualizados, existe uma dificuldade de se localizar pontos de controle bem determinados dentre os elementos geográficos representados no mapa. Dependendo da qualidade do mapa e pelo modo como foram identificadas no mesmo, estas coordenadas podem apresentar diferentes graus de confiabilidade, em função de suas exatidões. Tal fato, se não for levado em conta, pode prejudicar o desempenho da transformação de coordenadas, e dependendo da escala do mapa, inviabilizar um projeto ou estudo que dependa de uma boa exatidão de coordenadas de pontos oriundas de um produto cartográfico georreferenciado. Para evitar que o desempenho da transformação de coordenadas comprometa a fidelidade do georreferenciamento gerado, é importante que cada coordenada receba um peso apropriado de acordo com a sua exatidão. Neste contexto, o principal objetivo desta pesquisa foi desenvolver um método, validado através de um estudo de caso, que proporcionasse em função da exatidão das coordenadas dos pontos de controle identificadas no mapa digital, um resultado de georreferenciamento admissível a partir do modelo matemático empregado para transformação de coordenadas. Para isso, foi estudado como atribuir o peso ao ponto de controle em função da sua exatidão. A partir disso, o desempenho da transformação de coordenadas usando pesos foi avaliado tanto num mapa de calibração, de boa qualidade, quanto num mapa cuja qualidade posicional era desconhecida. Em ambos os mapas foram realizadas as mais variadas avaliações. Em todas as avaliações efetuadas o desempenho da transformação de coordenadas foi melhor quando foram atribuídos pesos aos pontos de controle em função da sua exatidão. Esta pesquisa levantou uma questão até então desconsiderada, que é a importância de se atribuir pesos às coordenadas dos pontos de controle em função da sua exatidão no mapa digital. O resultado do georreferenciamento se torna admissível quando esta consideração é levada em conta. / The mathematical model for the geometric transformation of coordinates is used to georreference information extrated from digital maps. The performance of coordinate transformation models is directly related to accuracy of control points identified in the map, since by means of the utilization of GNSS technology, it is not difficult to measure the coordinates of a point in the ground with accuracy. For this reason, it is possible to obtain a reliable georreferencing if the coordinates of the control points are accurately positioned on a map. However, as most of brazilian municipal districts maps are old and out-of-date, it is difficult to locate a point accurately out of the geographic elements represented in the map. Depending on both the quality of the digital map and the technique used to locate the points, such coordinates may show distinct levels of reliability as a function of their accuracy. If the different accuracy of the control points is not taking into account, the performance of the coordinate transformation model can be reduced. Depending on map scale, this difference can make impracticable a study that depends on a good accuracy of the coordinates of points obtained from a georreferecend cartographic product. In order to avoid that the performance of the coordinate transformation model reduce the reliability of the georreferencing, it is important that each coordinate receives an appropriate weight according to its accuracy. In this context, the objective of this research was to develop a method, validated through a case study, that could impart reliability to georreferencing, as a function of the accuracy of the coordinates of the control points identified on a map, using a mathematical model to coordinate transformation. The key-point is to attribute a weight to each control point related to its accuracy level. The performance of this procedure was evaluated both for a high quality, standard map, and for a map with unknown quality. Different evaluations were performed and the best results were obtained using the procedure of attributing weights to the control points related its accuracy. As a contribution for the academic and technical areas, this research brought light to a question not considered until now, that is the importance of attributing weights to the coordinates of the control points as a function its accuracy in the digital map. Georreferencing becomes more reliable when this question is taken into account.

Para o georreferenciamento das informações extraídas dos mapas digitais são usados modelos matemáticos de transformação geométrica de coordenadas. O desempenho da transformação de coordenadas está diretamente relacionado à exatidão das coordenadas dos pontos de controle identificados no mapa, uma vez que devido ao uso da tecnologia GNSS, não existe mais a dificuldade de se medir com exatidão coordenadas de pontos no terreno. Por esta razão, é possível obter um georreferenciamento admissível se as coordenadas dos pontos de controle forem posicionadas com exatidão sobre o mapa. Entretanto, como na maioria dos municípios do Brasil, os mapas são antigos, ou seja, desatualizados, existe uma dificuldade de se localizar pontos de controle bem determinados dentre os elementos geográficos representados no mapa. Dependendo da qualidade do mapa e pelo modo como foram identificadas no mesmo, estas coordenadas podem apresentar diferentes graus de confiabilidade, em função de suas exatidões. Tal fato, se não for levado em conta, pode prejudicar o desempenho da transformação de coordenadas, e dependendo da escala do mapa, inviabilizar um projeto ou estudo que dependa de uma boa exatidão de coordenadas de pontos oriundas de um produto cartográfico georreferenciado. Para evitar que o desempenho da transformação de coordenadas comprometa a fidelidade do georreferenciamento gerado, é importante que cada coordenada receba um peso apropriado de acordo com a sua exatidão. Neste contexto, o principal objetivo desta pesquisa foi desenvolver um método, validado através de um estudo de caso, que proporcionasse em função da exatidão das coordenadas dos pontos de controle identificadas no mapa digital, um resultado de georreferenciamento admissível a partir do modelo matemático empregado para transformação de coordenadas. Para isso, foi estudado como atribuir o peso ao ponto de controle em função da sua exatidão. A partir disso, o desempenho da transformação de coordenadas usando pesos foi avaliado tanto num mapa de calibração, de boa qualidade, quanto num mapa cuja qualidade posicional era desconhecida. Em ambos os mapas foram realizadas as mais variadas avaliações. Em todas as avaliações efetuadas o desempenho da transformação de coordenadas foi melhor quando foram atribuídos pesos aos pontos de controle em função da sua exatidão. Esta pesquisa levantou uma questão até então desconsiderada, que é a importância de se atribuir pesos às coordenadas dos pontos de controle em função da sua exatidão no mapa digital. O resultado do georreferenciamento se torna admissível quando esta consideração é levada em conta. / The mathematical model for the geometric transformation of coordinates is used to georreference information extrated from digital maps. The performance of coordinate transformation models is directly related to accuracy of control points identified in the map, since by means of the utilization of GNSS technology, it is not difficult to measure the coordinates of a point in the ground with accuracy. For this reason, it is possible to obtain a reliable georreferencing if the coordinates of the control points are accurately positioned on a map. However, as most of brazilian municipal districts maps are old and out-of-date, it is difficult to locate a point accurately out of the geographic elements represented in the map. Depending on both the quality of the digital map and the technique used to locate the points, such coordinates may show distinct levels of reliability as a function of their accuracy. If the different accuracy of the control points is not taking into account, the performance of the coordinate transformation model can be reduced. Depending on map scale, this difference can make impracticable a study that depends on a good accuracy of the coordinates of points obtained from a georreferecend cartographic product. In order to avoid that the performance of the coordinate transformation model reduce the reliability of the georreferencing, it is important that each coordinate receives an appropriate weight according to its accuracy. In this context, the objective of this research was to develop a method, validated through a case study, that could impart reliability to georreferencing, as a function of the accuracy of the coordinates of the control points identified on a map, using a mathematical model to coordinate transformation. The key-point is to attribute a weight to each control point related to its accuracy level. The performance of this procedure was evaluated both for a high quality, standard map, and for a map with unknown quality. Different evaluations were performed and the best results were obtained using the procedure of attributing weights to the control points related its accuracy. As a contribution for the academic and technical areas, this research brought light to a question not considered until now, that is the importance of attributing weights to the coordinates of the control points as a function its accuracy in the digital map. Georreferencing becomes more reliable when this question is taken into account.

Submitted by Cássia Santos (cassia.bcufg@gmail.com) on 2015-11-26T10:24:30Z No. of bitstreams: 2 Dissertação - Leomar Rufino Alves Júnior - 2015.pdf: 5358486 bytes, checksum: 65b930c6a83152c4867b2f00eb5865b2 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Approved for entry into archive by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2015-11-27T07:27:21Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Dissertação - Leomar Rufino Alves Júnior - 2015.pdf: 5358486 bytes, checksum: 65b930c6a83152c4867b2f00eb5865b2 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-11-27T07:27:21Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Dissertação - Leomar Rufino Alves Júnior - 2015.pdf: 5358486 bytes, checksum: 65b930c6a83152c4867b2f00eb5865b2 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Previous issue date: 2015-03-13 / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Goiás - FAPEG / This research aimed to verify the precision and accuracy of orthomosaics and Digital Surface Model (DSM) generated automatically by aerial photography taken with an Unmanned Aerial Vehicle (UAV) in urban and rural areas at the cities of Goiânia, Goiás and Edéia, all located in the state of Goiás. The survey also verified for the influence of the scale, depending on the flight height, the influence of the sunlight, and the phenological analysis obtained in agricultural areas with sugarcane and corn (vegetative cycle) crops. Flight plans were drawn up in E-mo-tion software provided by Sensefly - Swiss company manufacturer of UAV Swinglet CAM used in this work. The camera on board UAV was the Canon IXUS 220 HS, with a spatial resolution of 12.1 megapixel, CMOS sensor equipped with type 1 / 2.3" (4000 x 3000 pixel), pixel pitch of 1.54 m, and focal distance equivalent of 35 mm. To check the precision and accuracy of orthomosaics in urban areas, the flights were uniformly distributed in the study area with three-dimensional coordinates pre-marked targets read in the orthomosaic itself, and compared with the coordinates obtained by RTK and static fast positioning methods geodetic survey, using a pair of GNSS signal receiver. Evaluation of Cartographic Accuracy Standards (PEC, defined by the Brazilian decree, no. 89817 of June 20, 1984) was performed by discrepancies between these coordinates. The bias was analyzed by student's t test and the accuracy with the chi-square probability. We have found that in those orthomosaics performed over the urban area in Goiânia city, some buildings were not properly processed in terms of the conical to orthogonal projection; this product was classified as PEC Class A to the 1/250 scale. In Goiás city, the generated orthomosaics without support points were classified as PEC Class A to the 1/2,500 scale, while the orthomosaic generated with eight supporting points was classified as PEC Class A to the 1/1,125 scale. The orthomosaic and MDS generated without ground supporting points presented planialtimetric trends. The mean difference calculated in the orthomosaic with ground supporting was 54 times lower on the E axis, and 111 times lower in N axis, and 10 times lower in the Z axis relative to the average of the discrepancies in orthomosaic without ground control points. The MDS generated with and without supporting showed vertical displacement trend. Thus it was evident the need for supporting points for making orthomosaics and MDS obtained with UAV. In flights performed in crop areas, it was observed that for a better estimate of MPRI vegetation index, the photographs needs to with larger scales (GSD of 5 cm), even with a higher software difficulty in finding homologous points. It did not occur when we used pictures with smaller scales (GSD 20 cm, or larger) for the generation of orthomosaics and MDS. / Esta pesquisa teve por objetivo verificar a precisão e acurácia dos ortomosaicos e Modelo Digital de Superfície (MDS) gerados automaticamente por programa de aerofotogrametria, utilizando fotografias aéreas tomadas com um Veículo Aéreo Não Tripulado (VANT) em áreas urbanas e rurais das cidades de Goiânia, Goiás e Edéia, todas no estado de Goiás. A pesquisa também verificou a influência da escala, em função da altura de voo, a influência da iluminação solar e a análise fenológica em ortomosaicos obtidos em áreas agrícolas com cultivo de cana-de-açúcar e milho (clico vegetativo). Os planos de voo foram elaborados no programa E-mo-tion, fornecido pela Sensefly – empresa suíça fabricante do VANT Swinglet CAM utilizado nesse trabalho. A câmara instalada no VANT foi a Canon IXUS 220 HS, com resolução espacial de 12,1 megapixel, equipada com sensor tipo CMOS 1/2,3” (4000 x 3000 pixel), pixel pitch de 1,54 m, e distância focal equivalente de 35 mm. Para verificar a precisão e acurácia dos ortomosaicos, nas áreas urbanas, foram uniformemente distribuídos nas áreas de estudo alvos pré-sinalizados, com coordenadas tridimensionais lidas nos ortomosaicos e comparadas com as coordenadas obtidas por levantamento geodésico nos métodos de posicionamento RTK e estático rápido, utilizando-se um par de receptor de sinais GNSS. A avaliação do Padrão de Exatidão Cartográfica (PEC) foi realizada pelas discrepâncias entre essas coordenadas. A tendenciosidade foi analisada pelo teste t de Student e a precisão pela probabilidade do qui-quadrado, considerando o ortomosaico Classe A conforme PEC estabelecido no Decreto nº 89.817 de 20.06.1984. Verificou-se que nos ortomosaicos oriundos do aerolevantamento realizado na área urbana (Goiânia), algumas edificações não foram devidamente transformadas da projeção cônica para a ortogonal. Os ortomosaicos gerados com mais de 8 pontos de controle foram classificados como Classe A para a escala de 1/250. Verificou-se, também, que o ortomosaico sem pontos de apoio, oriundo dos aerolevantamentos realizados na cidade de Goiás, foi classificado como Classe A na escala 1/2.500, enquanto o ortomosaico gerado com oito pontos de apoio foi classificado como Classe A na escala de 1/1.125, conforme parâmetros de precisão e exatidão estabelecidos por este mesmo Decreto Federal. O ortomosaico e MDS gerados sem pontos de apoio apresentaram tendência planialtimétrica. As médias das discrepâncias calculadas no ortomosaico com apoio foi 54 vezes menor no eixo E, 111 vezes menor no eixo N e 10 vezes menor no eixo Z, em relação à média das discrepâncias no ortomosaico sem pontos de apoio. O MDS gerado com e sem apoio apresentaram tendência de deslocamento vertical. Ficou evidente a necessidade de utilizar pontos de apoio para a confecção de ortomosaicos e MDS obtidos com VANT. Em relação aos voos realizados em áreas de cultivo observou-se que para uma melhor estimativa do MPRI observou-se que na geração de ortomosaicos a partir de fotografias com escalas maiores (GSD de 5 cm), o programa de processamento das fotografias teve dificuldade em encontrar os pontos homólogos necessários à geração dos ortomosaicos. Fato que não ocorreu quando se utilizou fotografias com escalas menores (GSD de 20 cm) para a geração dos ortomosaicos e MDS.