Orientação semi-automática de uma sequência de pares de imagens frontais por fototriangulação a partir de fotocoordenadas extraídas pelo SIFT

Pós-graduação em Ciências Cartográficas - FCT

Desempenho do RTK em rede sob efeito da cintilação ionosférica

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Técnica de localização em ambientes fechados utilizando padrões de redes sem fio.

Localizar objetos ou pessoas no interior de um edifício é de grande interesse. Contudo, diferentemente do que ocorre no exterior de edificações, não há metodologia consagrada para a determinação da posição desses entes nos edifícios. Para o posicionamento em locais abertos existem tecnologias consolidadas, como GNSS (Global Navigation Satellite System), a dificuldade em fazê-lo em interiores é maior. Nesses casos, o GNSS não pode ser utilizado, pois os sinais de rádio dos satélites não conseguem penetrar através das estruturas, enquanto que outras tecnologias são apenas incipientes nesse quesito. Abordagens habituais para a resolução dessa demanda têm se baseado na utilização de propagadores das ondas de rádio do GNSS, no uso da potência de sinais de redes sem fio ou, ainda, no emprego de transmissores infravermelhos. No entanto, uma técnica diferente pode ser empreendida para essa finalidade. Usando-se a assinatura das potências de rádio das redes sem fio nas imediações e no interior da edificação, é possível criar um mapa com base nesses sinais, permitindo a determinação da posição de um objeto. No presente trabalho foram desenvolvidos um sistema para geração do mapa de sinais, com critério de parada e um método de cálculo de posicionamento. Procedeu-se, também, à análise de quatro critérios para o cálculo final da posição do objeto, baseados no uso da distância euclidiana com os conjuntos de roteadores disponíveis. Concluiu-se que, quando o mapa de sinais é pequeno, o posicionamento fracassou. Entretanto, quando a quantidade de sinais geradores do mapa aumenta, os resultados apresentaram melhora significativa, com resultados próximos a 100% de assertividade. Desse modo foi possível determinar uma estimativa boa para o número mínimo de roteadores presentes na base e estabelecer um critério de parada para a fase de criação do mapa de sinais.

Analyzing complex rock slope deformation at Stampa, western Norway, by integrating geomorphology, kinematics and numerical modeling

The unstable rock slope, Stampa, above the village of Flåm, Norway, shows signs of both active and postglacial gravitational deformation over an area of 11 km2. Detailed structural field mapping, annual differential Global Navigation Satellite System (GNSS) surveys, as well as geomorphic analysis of high-resolution digital elevation models based on airborne and terrestrial laser scanning indicate that slope deformation is complex and spatially variable. Numerical modeling was used to investigate the influence of former rockslide activity and to better understand the failure mechanism. Field observations, kinematic analysis and numerical modeling indicate a strong structural control of the unstable area. Based on the integration of the above analyses, we propose that the failure mechanism is dominated by (1) a toppling component, (2) subsiding bilinear wedge failure and (3) planar sliding along the foliation at the toe of the unstable slope. Using differential GNSS, 18 points were measured annually over a period of up to 6 years. Two of these points have an average yearly movement of around 10 mm/year. They are located at the frontal cliff on almost completely detached blocks with volumes smaller than 300,000 m3. Large fractures indicate deep-seated gravitational deformation of volumes reaching several 100 million m3, but the movement rates in these areas are below 2 mm/year. Two different lobes of prehistoric rock slope failures were dated with terrestrial cosmogenic nuclides. While the northern lobe gave an average age of 4,300 years BP, the southern one resulted in two different ages (2,400 and 12,000 years BP), which represent most likely multiple rockfall events. This reflects the currently observable deformation style with unstable blocks in the northern part in between Joasete and Furekamben and no distinct blocks but a high rockfall activity around Ramnanosi in the south. With a relative susceptibility analysis it is concluded that small collapses of blocks along the frontal cliff will be more frequent. Larger collapses of free-standing blocks along the cliff with volumes > 100,000 m3, thus large enough to reach the fjord, cannot be ruled out. A larger collapse involving several million m3 is presently considered of very low likelihood.

Detailed assessment of the deep-seated gravitational deformation at Stampa above Flåm, Norway

The unstable rock slope above the village of Flåm shows signs of active and postglacial gravitational deformation over an area of 11 km2. We performed detailed structural field mapping, annual differential Global Navigation Satellite System (GNSS) surveys, and generated a detailed topographic model based on airborne and terrestrial laser scanning. Kinematic analyses of the structural data indicates that deformation is complex and varies over the slope. Both sliding and toppling are locally feasible. Using differential GNSS, 18 points were measured annually over a period of up to 6 years. Two of these points show an average yearly movement of around 10 mm/year. They are located at the frontal cliff on almost completely detached blocks. Large fractures indicate deep-seated gravitational deformation of volumes up to 80 million m3, but the movement rates in these areas are below 2 mm/year. Based upon these combined observations, we interpret that small collapses of blocks along the frontal cliff will be more frequent. Larger collapses of free-standing blocks along the cliff with volumes >100,000 m3, thus large enough to reach the fjord, cannot be ruled out. A large collapse involving more than 10 million m3, however, is of very low likelihood at present.

Automated identification and tracking of polar-cap plasma patches at solar minimum

A method of automatically identifying and tracking polar-cap plasma patches, utilising data inversion and feature-tracking methods, is presented. A well-established and widely used 4-D ionospheric imaging algorithm, the Multi-Instrument Data Assimilation System (MIDAS), inverts slant total electron content (TEC) data from ground-based Global Navigation Satellite System (GNSS) receivers to produce images of the free electron distribution in the polar-cap ionosphere. These are integrated to form vertical TEC maps. A flexible feature-tracking algorithm, TRACK, previously used extensively in meteorological storm-tracking studies is used to identify and track maxima in the resulting 2-D data fields. Various criteria are used to discriminate between genuine patches and "false-positive" maxima such as the continuously moving day-side maximum, which results from the Earth's rotation rather than plasma motion. Results for a 12-month period at solar minimum, when extensive validation data are available, are presented. The method identifies 71 separate structures consistent with patch motion during this time. The limitations of solar minimum and the consequent small number of patches make climatological inferences difficult, but the feasibility of the method for patches larger than approximately 500 km in scale is demonstrated and a larger study incorporating other parts of the solar cycle is warranted. Possible further optimisation of discrimination criteria, particularly regarding the definition of a patch in terms of its plasma concentration enhancement over the surrounding background, may improve results.

A dense GNSS meteorological network for observing deep convection in the Amazon

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

O entroncamento das políticas agrárias no Maranhão: encontros e desencontros institucionais na Microrregião Geográfica de Itapecuru Mirim

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Modelagem fotogramétrica e calibração de um sistema de visão omnidirecional

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Localização automática de pontos de controle em imagens aéreas baseada em cenas terrestres verticais

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Orientação e ortorretificação de imagens terrestres nadirais

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Modelos geoidais híbridos para o Estado de São Paulo: desenvolvimento e avaliação

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Calcolo della posizione di reti di stazioni permanenti

Con il trascorrere del tempo, le reti di stazioni permanenti GNSS (Global Navigation Satellite System) divengono sempre più un valido supporto alle tecniche di rilevamento satellitare. Esse sono al tempo stesso un’efficace materializzazione del sistema di riferimento e un utile ausilio ad applicazioni di rilevamento topografico e di monitoraggio per il controllo di deformazioni. Alle ormai classiche applicazioni statiche in post-processamento, si affiancano le misure in tempo reale sempre più utilizzate e richieste dall’utenza professionale. In tutti i casi risulta molto importante la determinazione di coordinate precise per le stazioni permanenti, al punto che si è deciso di effettuarla tramite differenti ambienti di calcolo. Sono stati confrontati il Bernese, il Gamit (che condividono l’approccio differenziato) e il Gipsy (che utilizza l’approccio indifferenziato). L’uso di tre software ha reso indispensabile l’individuazione di una strategia di calcolo comune in grado di garantire che, i dati ancillari e i parametri fisici adottati, non costituiscano fonte di diversificazione tra le soluzioni ottenute. L’analisi di reti di dimensioni nazionali oppure di reti locali per lunghi intervalli di tempo, comporta il processamento di migliaia se non decine di migliaia di file; a ciò si aggiunge che, talora a causa di banali errori, oppure al fine di elaborare test scientifici, spesso risulta necessario reiterare le elaborazioni. Molte risorse sono quindi state investite nella messa a punto di procedure automatiche finalizzate, da un lato alla preparazione degli archivi e dall’altro all’analisi dei risultati e al loro confronto qualora si sia in possesso di più soluzioni. Dette procedure sono state sviluppate elaborando i dataset più significativi messi a disposizione del DISTART (Dipartimento di Ingegneria delle Strutture, dei Trasporti, delle Acque, del Rilevamento del Territorio - Università di Bologna). E’ stato così possibile, al tempo stesso, calcolare la posizione delle stazioni permanenti di alcune importanti reti locali e nazionali e confrontare taluni fra i più importanti codici scientifici che assolvono a tale funzione. Per quanto attiene il confronto fra i diversi software si è verificato che: • le soluzioni ottenute dal Bernese e da Gamit (i due software differenziati) sono sempre in perfetto accordo; • le soluzioni Gipsy (che utilizza il metodo indifferenziato) risultano, quasi sempre, leggermente più disperse rispetto a quelle degli altri software e mostrano talvolta delle apprezzabili differenze numeriche rispetto alle altre soluzioni, soprattutto per quanto attiene la coordinata Est; le differenze sono però contenute in pochi millimetri e le rette che descrivono i trend sono comunque praticamente parallele a quelle degli altri due codici; • il citato bias in Est tra Gipsy e le soluzioni differenziate, è più evidente in presenza di determinate combinazioni Antenna/Radome e sembra essere legato all’uso delle calibrazioni assolute da parte dei diversi software. E’ necessario altresì considerare che Gipsy è sensibilmente più veloce dei codici differenziati e soprattutto che, con la procedura indifferenziata, il file di ciascuna stazione di ciascun giorno, viene elaborato indipendentemente dagli altri, con evidente maggior elasticità di gestione: se si individua un errore strumentale su di una singola stazione o se si decide di aggiungere o togliere una stazione dalla rete, non risulta necessario il ricalcolo dell’intera rete. Insieme alle altre reti è stato possibile analizzare la Rete Dinamica Nazionale (RDN), non solo i 28 giorni che hanno dato luogo alla sua prima definizione, bensì anche ulteriori quattro intervalli temporali di 28 giorni, intercalati di sei mesi e che coprono quindi un intervallo temporale complessivo pari a due anni. Si è così potuto verificare che la RDN può essere utilizzata per l’inserimento in ITRF05 (International Terrestrial Reference Frame) di una qualsiasi rete regionale italiana nonostante l’intervallo temporale ancora limitato. Da un lato sono state stimate le velocità ITRF (puramente indicative e non ufficiali) delle stazioni RDN e, dall’altro, è stata effettuata una prova di inquadramento di una rete regionale in ITRF, tramite RDN, e si è verificato che non si hanno differenze apprezzabili rispetto all’inquadramento in ITRF, tramite un congruo numero di stazioni IGS/EUREF (International GNSS Service / European REference Frame, SubCommission for Europe dello International Association of Geodesy).

GNSS interference management techniques against malicious attacks

This thesis collects the outcomes of a Ph.D. course in Telecommunications Engineering and it is focused on the study and design of possible techniques able to counteract interference signal in Global Navigation Satellite System (GNSS) systems. The subject is the jamming threat in navigation systems, that has become a very increasingly important topic in recent years, due to the wide diffusion of GNSS-based civil applications. Detection and mitigation techniques are developed in order to fight out jamming signals, tested in different scenarios and including sophisticated signals. The thesis is organized in two main parts, which deal with management of GNSS intentional counterfeit signals. The first part deals with the interference management, focusing on the intentional interfering signal. In particular, a technique for the detection and localization of the interfering signal level in the GNSS bands in frequency domain has been proposed. In addition, an effective mitigation technique which exploits the periodic characteristics of the common jamming signals reducing interfering effects at the receiver side has been introduced. Moreover, this technique has been also tested in a different and more complicated scenario resulting still effective in mitigation and cancellation of the interfering signal, without high complexity. The second part still deals with the problem of interference management, but regarding with more sophisticated signal. The attention is focused on the detection of spoofing signal, which is the most complex among the jamming signal types. Due to this highly difficulty in detect and mitigate this kind of signal, spoofing threat is considered the most dangerous. In this work, a possible techniques able to detect this sophisticated signal has been proposed, observing and exploiting jointly the outputs of several operational block measurements of the GNSS receiver operating chain.