Desenvolvimento de um aplicativo para processamento de imagens obtidas por fotografias aéreas

Pós-graduação em Agronomia (Energia na Agricultura) - FCA

Desenvolvimento de um aplicativo para processamento de imagens obtidas por fotografias aéreas

Pós-graduação em Agronomia (Energia na Agricultura) - FCA

Extracção de classes de ocupação do solo a partir de imagens de alta resolução com recurso a árvores de decisão

Dissertação apresentada para cumprimento dos requisitos necessários à obtenção do grau de Mestre em Detecção Remota e Sistemas de Informação Geográfica

Monitorização da edificação no Parque Natural da Arrábida com base em Sistemas de Informação Geográfica e Detecção Remota

Ao longo das últimas décadas o Parque Natural da Arrábida (PNArr) tem vindo a ser alvo de um elevado número de pressões antrópicas. Tal situação fica-se a dever à atractividade paisagística e ambiental e à localização geográfica desta Área Protegida, que se encontra próximo de áreas urbanas com uma elevada densidade populacional. Uma dessas pressões antrópicas é a área construída, na sua grande maioria residências secundárias, que se verificam em algumas áreas no interior do PNArr, sobretudo a partir da segunda metade da década de 80 do século passado. Este fenómeno origina uma série de efeitos negativos, como por exemplo a fragmentação de habitats. Com base nesta premissa propõe-se uma metodologia que permita proceder à monitorização de áreas edificadas na área do parque. A presente dissertação pretendeu avaliar o contributo da Detecção Remota (DR) e dos Sistemas de Informação Geográfica (SIG) como instrumentos para monitorizar a taxa de edificação, que é restringida pelos planos de ordenamento. Para tal foram selecionadas três áreas: Portinho da Arrábida, Vale de Picheleiros e Serra da Azóia, que foram analisadas num espaço temporal de 45 anos, entre 1967 e 2012. Para proceder à caracterização, quantificação e espacialização da evolução de áreas construídas foram utilizados SIG e DR. A análise efectuada teve como informação geográfica de base Fotografias Aéreas (1967, 1977 e 1978) e Ortofotomapas (1995, 1999, 2007 e 2012), informação vectorial referente aos limites do PNArr e aos Planos de Ordenamento e, como informação complementar, a Base Geográfica de Referenciação da Informação dos anos de 1991, 2001 e 2011. Os resultados obtidos demonstram a existência de dinâmicas evolutivas da área construída diferenciadas em cada uma das três áreas de estudo. No Portinho da Arrábida as demolições ocorridas em 1986 reduziram a área edificada e desde então o aumento da área construída é pouco significativo. No Vale de Picheleiros registou-se um aumento de dez vezes a área construída inicial e é mais notório o impacto das medidas de restrição à edificação estabelecidas no plano de ordenamento de 2005, comparativamente ao plano preliminar de ordenamento de 1980. Na Serra da Azóia, o reduzido aumento de áreas construídas, entre 2007 e 2012, no zonamento Protecção Complementar II, traduz o efeito das restrições à edificação estabelecidas no plano de ordenamento de 2005. No outro zonamento, Perímetro Urbano, não é possível verificar os efeitos das restrições, uma vez que esta área está fora da gestão do Parque. As informações geográficas produzidas com base na utilização de Tecnologias de Informação Geográfica revelam ser essenciais para a gestão e monitorização da taxa de edificação. Os resultados produzidos ajudam à caracterização do território, bem como à identificação de tendências de evolução da área edificada.

Determinação automática da altura de edifícios em imagens aéreas

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Inventário Nacional de Mortalidade de Azinheira na Fotografia Aérea Digital de 2004/2006

O presente estudo completa o 1.º inventário de árvores mortas e de grau de coberto na fotografia aérea digital de 2004-2006 para o sobreiro (Ribeiro e Surový, 2008) e azinheira para a área abrangida pela NUTS III: Alentejo Central; Alto Alentejo, Baixo Alentejo, Alentejo Litoral, Algarve, Médio Tejo, Lezíria do Tejo, Beira Baixa e Área Metropolitana de Lisboa. Os resultados deste estudo sincrónico são de particular utilidade para o conhecimento não só da distribuição como da intensidade dos eventos de declínio e, se repetido para outro conjunto de fotografias aéreas de anos posteriores, poderá fornecer informações relevantes e precisas não só da dinâmica do declínio, como do grau de coberto, permitindo uma definição de políticas florestais com um grau de eficiência espacial muito elevado. As metodologias e as aplicações informáticas desenvolvidas, se sistematizadas, podem servir para construir um sistema de monitorização em tempo real de grande utilidade para a avaliação e planeamento dos recursos florestais como da eficiência das políticas florestais. Finalmente, é importante referir que este estudo não teria sido possível de realizar sem a iniciativa do Instituto da Conservação da Natureza e das Florestas que através da visão estratégica do Eng.º Francisco Lopes e do Eng.º Fernando Coucelo identificaram as competências instaladas na Universidade de Évora e iniciaram os procedimentos de financiamento do inventário da mortalidade para o sobreiro e mais tarde para a azinheira.

Obtenção de fotografia aérea para fins civis em Portugal, com câmara digital DMC

Trabalho de Projecto apresentado para cumprimento dos requisitos necessários à obtenção do grau de Mestre em Gestão do Território na Área de Especialização em Detecção Remota e Sistemas de Informação Geográfica

Metodologia de mapeamento aéreo com fotografias de pequeno formato aplicadas no planejamento e gerenciamento de unidades de consevação

Esta dissertação propõe o desenvolvimento de uma metodologia de obtenção de fotografias aéreas, com a finalidade de mapear áreas selvagens amparadas legalmente e administradas pelo governo federal do Brasil. O objetivo final foi o de vir a ser uma ferramenta de mapeamento dessas áreas para o seu planejamento e gerenciamento, com uma metodologia simples e de baixo custo. O sistema para a obtenção das aerofotos emprega as fotografias obtidas com máquinas de 35 mm e aeronaves de asa alta e ampla visibilidade, próprias para reconhecimento aéreo. Emprega ainda um aparelho, com alguns acessórios, construído especialmente para proporcionar o máximo de verticalidade possível das aerofotos em relação ao solo, além de navegação por GPS, procurando eliminar assim distorções ocasionadas por giros e desvios da aeronave leve e melhorando o desempenho da montagem das aerofotos em um mosaico digital. O produto final a ser obtido é um mosaico de fotografias aéreas, georreferenciado, e que serve de base para a elaboração de diversos tipos de mapas temáticos da área protegida, contendo elementos que possam satisfazer as exigências técnicas requeridas pelo levantamento. Além disso, ficam disponibilizadas as aerofotos em pares estereoscópicos de altíssima resolução, para observações mais detalhadas dos diversos elementos no solo. Embora as imprecisões, procurou-se proporcionar uma base de mapeamento georreferenciado através do uso de GPS em pontos de controle no campo, correção destas informações através de técnicas expeditas de DGPS e correção geométrica do mosaico de aerofotos. O resultado final pode ser considerado bastante satisfatório e a metodologia passível de utilização no cumprimento dos objetivos a que se propõe, para o gerenciamento, planejamento e monitoramento de unidades de conservação de uso indireto federais, estaduais e municipais .

Reavaliação de critérios estruturais na hidrogeologia de terrenos cristalinos, com ênfase na neotectônica e sensoriamento remoto

Hydrogeological prospecting in Northeast Brazil and in other crystalline terrains has been developed on the basis of structural and regional geology concepts that date back to the 50-60 decades and, as such, demand a natural re-evaluation and update. In this kind of terrain, the percolation and accumulation of ground water are controlled by fractures and other types of discontinuities, such as foliations and geological contacts that, through weathering, impart porosity and permeability to the rocks, allowing water flow and storage. Several factors should be considered in the process of locating water wells, as discussed in the literature. Among these, the kind of structures, fracture geometry (including aperture and connectivity) and their geological and chronological context. It is important to correlate fracture systems with the regional neotectonic framework. Fractures at low angle (sub parallel) with the principal stress axis (s1) are those which tend to open (actually they work as tension joints) and, in principle, would present major hydric potential; in the opposite side, fractures at high angle to s1 would behave as closed by a compressional component. Fractures diagonal to the compression and tension axes correspond to shear fractures and, due to their connectivity with second fractures, are also important in terms of hydric potential. Uplift followed by terrain denudation leads to decompression and a general tendency to open (aided by weathering processes) fractures and other rock discontinuities, at different orientations. Low angle fractures, formed in this context, are equally important to increase connectivity, collection of water and recharge of the aquifer systems. In a general way, an opening component (neotectonic or by terrain decompression) and several models to increase fracture connectivity correlate with a greater hydric potential of these structures. Together with parallel research, this thesis addresses models of ground water occurrence in crystalline terrains, either improving well established concepts like the (Riacho-Fenda model), but also stressing other possibilities, like the role of alluvium and paleo-regoliths (the Calha Elúvio-Aluvionar model) and of strongly altered, permo-porous zones placed at variable depths below the present surface, flanking several types of discontinuities, especially interconnected fracture arrays (the Bolsões de Intemperismo model). Different methodological approaches are also discussed in order to improve success rates in the location of water wells in crystalline terrains. In this methodological review, a number of case studies were selected in the eastern domain of the State of Rio Grande do Norte, involving the localities of Santa Cruz, Santo Antônio, Serrinha, Nova Cruz, Montanhas, Lagoa de Pedras and Lagoa Salgada. Besides the neotectonic analysis of brittle structures, this Thesis addresses the validation of remote sensing as a tool for ground water prospecting. Several techniques were tested in order to detect and select areas with higher potential for ground water accumulation, using Landsat 5-TM and RADARSAT images, besides conventional aerial photos. A number of filters were tested to emphasize lineaments in the images, improving their discrimination, to identify areas with higher overburden humidity, which could reflect subsurface water accumulation, as well as alluvium and other sedimentary covers that might act as recharge zones. The work started with a regional analysis with the orbital images, followed by analysis of aerial photos, up to a detailed structural study of rock exposures in the terrain. This last step involved the analysis of outcrops surrounding wells (in a ray of approximately 10 to 100 m) with distinct productivities, including dry examples. At the level required for detail, it was not possible to accomplish a statistical approach using the available well data catalogs, which lack the desired specific information. The methodology worked out in this Thesis must undergo a testing phase through location of new water wells. An increase in the success rates as desired will led to a further consolidation step with wider divulgation of the methodology to private companies and governmental agencies involved in ground water prospecting in crystalline terrains

Diagnóstico do uso do solo na bacia hidrográfica do Ribeirão do Paraíso no município de São Manuel (SP), por meio de geotecnologias

Pós-graduação em Agronomia (Energia na Agricultura) - FCA

Classificação automática de cobertura vegetal em imagens aéreas e orbitais para uso em planejamento energético

Neste trabalho é apresentado um modelo de redes neurais que será utilizado como ferramenta para uso no planejamento energético e na construção de cenários energéticos através da identificação e agrupamento de pixels representativos de classes de água, vegetação e antropização no entorno do reservatório de Tucuruí, Estado do Pará (bacia do rio Tocantins). Para o estudo, foram utilizadas fotografias aéreas ortorretificadas e um recorte da imagem do satélite Landsat, ambos obtidos em agosto de 2001 e classificados utilizando a métrica da mínima distância no software Matlab 7.3.0 (Matrix Laboratory - software de matemática aplicada) e no Arcview 3.2a (programa de Sistemas de Informações Geográficas). Para classificação da área no Matlab, foram utilizadas redes neurais competitivas, mais especificamente as redes de Kohonen que são caracterizadas por realizar um mapeamento de um espaço de dimensão n (número de entradas) para um espaço de dimensão m (número de saídas). Os resultados obtidos no classificador utilizando rede neural e no classificador do Arcview foram semelhantes, mas houve uma divergência no que diz respeito à imagem de alta e média resolução que pode ser justificada pelo fato de que a imagem de alta resolução espacial ocasiona muita variação espectral em algumas feições, gerando dificuldades nas classificações. Esse classificador automático é uma ferramenta importante para identificar oportunidades e potenciais a serem desenvolvidos na construção de cenários energéticos programados. Os resultados deste trabalho confirmam que a imagem de média resolução ainda é a mais indicada para resolver a maioria dos problemas que envolvem identificação de cobertura do solo para utilização em planejamento energético.

Mapeamento dos parâmetros florísticos e estruturais de floresta de mangue com dados LIDAR e SRTM

Este estudo apresenta a estimativa dos parâmetros florísticos e estruturais (determinação da espécie, altura, diâmetro a altura do Peito - DAP e biomassa) do mangue a partir de informações da superfície adquiridas remotamente com os sensores Laser Detection and Range (LIDAR), Shuttle Radar Topography Mission (SRTM) e ortofotos na Ilha dos Guarás, conjunto de arquipélagos localizado a 30 km da desembocadura do rio amazonas. Para esse trabalho foram utilizadas informações do SRTM, LIDAR e fotografias aéreas processadas e ortorretificadas durante dois sobrevôos realizados entre o mês de julho e agosto de 2011. Com a ortofoto foi feito o mapa do reconhecimento de unidades geobotânicas que delimitou apenas a classe mangue. Em seguida, foi realizada a correção da altura elipsoidal para a altura ortométrica, onde a nuvem de pontos foi interpolada pelo método vizinho mais próximo, gerando Modelo Digital de Elevação (MDE) LIDAR (full points) com RMSE de 0,88 cm e por meio de uma linguagem macro foi estatisticamente separadas as informações do último pulso da superfície, conhecido também por ground points. Em seguida, os dados foram interpolados pelo método de krigeagem que gerou o valor de Modelo Digital de Superfície (MDS), o qual foi subtraído do MDE. Com base no Modelo Digital de Vegetação (MDV) foram definidos os sítios de coleta e selecionadas as árvores ascendentes, intermediárias e emergentes, porte no qual foi medido o DAP e altura. No total foram coletadas 212 amostras individuais de mangue e para assegurar o nível de acurácia do conjunto coletado, foi realizado o cálculo de RMSE entre as alturas do LIDAR e Campo, que resultou em RMSE= 1,10 m. Os modelos escolhidos para calibração LIDAR e altura de campo foi do tipo linear, com R² = 91% e RMSE= 0,98 cm e para calibração da DAP e altura de campo foi escolhido o modelo Logarítmico R² = 74,1%. Nos resultados da calibração do SRTM o modelo logarítmico também foi o mais adequado para a relação entre altura média e SRTM com R² = 91% e RMSE de 2,2 m e DAP Médio e SRTM, com R² = 88% e RMSE 2,2 cm. A partir de um inventário foi realizada a estimativa da biomassa por espécie por meio das equações alométricas de Fromard e posteriormente os resultados foram espacializados em forma de mapas com alto nível de detalhamento oriundo das informações LIDAR e SRTM corrigido e ortofotos.

Caracterização do uso da terra em diferentes épocas na bacia hidrográfica do ribeirão paraíso- são manuel sp, por meio de sistemas de informações geográficas

This study aimed to evaluate a period of 38 years, the use and soil occupation of the Paradise River watershed, inserted in the citys of São Manuel and Areiópolis-SP using aerial photographs for the year 1972 and TM image (Thematic Mapper) obtained by the Landsat-5 satellite, in 2010, using geoprocessing techniques. The watershed in question is very important for the city of São Manuel-SP, because its urban area is inserted in its divisors which part of it belongs to the Environmental Protection Area (APA) Perimeter Botucatu-SP, considered a recharge area of the aquifer Guarani. Today, the development of agriculture faces challenges, which is to produce more food without impacting the environment. Allied to this concern, research institutions have sought new technologies that allow the detection and quantification of human actions, enabling interventions in order to minimize possible damage to the environment. Among these technologies can be cited Geographic Information Systems (GIS), which a large volume of data and information stored in a region at different times can be evaluated in the same time, suggesting different approaches to the planning of land use. The results of the mapping of areas of use and soil occupation result nine classes in 1972, and the coffee culture showed the biggest occupation (37.94%) of the total area. The 2010 mapping formulated twelve classes of use, which demonstrated the predominance of sugar cane (37.94%), on the areas occupied by coffee and pasture before. The land use maps of 1972 and 2010 showed results that show intense human activity in the modification of natural landscape.

Headland-bay beach planform stability of Santa Catarina State and of the Northern Coast of São Paulo State

This paper presents the results of the planform stability classification for the headland-bay beaches of the State of Santa Catarina and of the Northern Coast of São Paulo, based on the application of the Parabolic Bay-Shape Equation (PBSE) to aerial images of the beaches, using the software MEPBAY®. For this purpose, georeferenced mosaics of the QuickBird2® satellite imagery (for the State of Santa Catarina) and vertical aerial photographs (for the northern coast of São Paulo State) were used. Headland-bay beach planform stability can be classified as: (1) in static equilibrium, (2) in dynamic equilibrium, (3) unstable or (4) in a state of natural beach reshaping. Static equilibrium beaches are the most frequent along the coast of the State of Santa Catarina and the Northern Shore of São Paulo, notably along the most rugged sectors of the coast and those with experiencing lower fluvial discharge. By comparison, dynamic equilibrium beaches occur primarily on the less rugged sectors of the coast and along regions with higher fluvial discharge. Beaches in a state of natural beach reshaping have only been found in SC, associated with stabilized estuarine inlets or port breakwaters. However, it is not possible to classify any of these beaches as unstable because only one set of images was used. No clear relation was observed between a beach's planform stability and other classification factors, such as morphodynamics or orientation.

Determinantes do processo de infestação domiciliar por Panstrongylus megistus: o papel da habitação e do desmatamento

A qualidade das habitações e o desmatamento foram estudados em Caconde e São José do Rio Pardo, municípios paulistas com taxas diferenciadas de infestação domiciliar por Panstrongylus megistus, e com desenvolvimento sócio-econômico dessemelhante. Para o conhecimento da qualidade das habitações recorreu-se a dados registrados na Superintendência de Controle de Endemias (SUCEN) durante a década de 70; o estudo do desmatamento foi realizado em mapas, construídos por nós a partir de fotografias aéreas, obtidas em vôos realizados pela Secretaria de Agricultura em 1972 e 1983. A análise sócio-econômica baseou-se nas informações do Censo Agro-pecuário e em entrevistas com agrônomos dos municípios. O estudo mostrou uma situação de maior precariedade das casas em Caconde. Essa situação decorre do menor desenvolvimento sócio-econômico deste município, confirmando assim uma tendência já demonstrada em pesquisas anteriores. O desmatamento foi mais intenso em São José, onde o desenvolvimento social é maior e no qual à taxa de infestação é menor, fato que mostra um comportamento oposto entre os dois determinantes nestes municípios. Os vínculos entre o desmatamento e o maior desenvolvimento sócio-econômico pode também ser demonstrado na medida em que se pode relacionar a atividade produtiva com a destruição da cobertura vegetal natural. Cabe sublinhar que esta tendência de efeito oposto do desmatamento não inverteu o resultado final, ou seja, que o confronto dessas forças determinantes resultou ainda numa taxa de infestação superior em Caconde, área de menor desenvolvimento social. A existência dessas tendências opostas entre os determinantes revela, desse modo, uma maior complexidade no processo de infestação por P. megistus, sem produzir, no entanto, reversão do resultado final.