Construção de mosaicos georreferenciados usando imagens aéreas de pequeno formato

In this work we propose a technique that uses uncontrolled small format aerial images, or SFAI, and stereohotogrammetry techniques to construct georeferenced mosaics. Images are obtained using a simple digital camera coupled with a radio controlled (RC) helicopter. Techniques for removing common distortions are applied and the relative orientation of the models are recovered using projective geometry. Ground truth points are used to get absolute orientation, plus a definition of scale and a coordinate system which relates image measures to the ground. The mosaic is read into a GIS system, providing useful information to different types of users, such as researchers, governmental agencies, employees, fishermen and tourism enterprises. Results are reported, illustrating the applicability of the system. The main contribution is the generation of georeferenced mosaics using SFAIs, which have not yet broadly explored in cartography projects. The proposed architecture presents a viable and much less expensive solution, when compared to systems using controlled pictures

Expansão da ocupação urbana de Gramado : estudo de caso da aplicação de fotografias aéreas de pequeno formato e SIG

Fotografias aéreas verticais de pequeno formato foram obtidas através de câmera fotográfica não-métrica a bordo de aeronave de pequeno porte, no ano de 1999, com o objetivo de se atualizar um conjunto de seis plantas cadastrais digitais de 1984, na escala 1:5.000, cobrindo a área urbana do município de Gramado, situado na região nordeste do Estado do Rio Grande do Sul, Brasil. As fotografias foram digitalizadas, armazenadas e georreferenciadas em um Sistema de Informações Geográficas. Posteriormente, foram digitalizados os perímetros das edificações e os limites dos bairros da área urbana nas plantas cadastrais digitais. Os dados atualizados das plantas cadastrais foram elaborados para a geração de análises temáticas e, portanto, não podem ser utilizados para a medição precisa das edificações mapeadas. Após sua digitalização, os polígonos das edificações foram estruturados topologicamente por meio do SIG utilizado, permitindo a geração automática de um centróide para cada edificação mapeada. A consulta ao banco de dados tornou possível o cálculo do número total e a localização dos centróides das edificações, para as duas datas estudadas. Os dados tabulados foram representados por um mapa temático da expansão da ocupação urbana, na escala de 1:25.000. Outros produtos obtidos no presente estudo foram cartas-imagem da área urbana (1:50.000), elaboradas a partir de imagens do satélite LANDSAT 7 ETM+, bem como mapas temáticos dos aspectos físicos e antrópicos dos bairros da área urbana (escalas 1:15.000 a 1:25.000). Com base nos dados obtidos, verificou-se um crescimento de 164, 6 % do número total de edificações e uma expansão da ocupação orientada para a região SE da área urbana, em função do maior crescimento do setor secundário e do número de loteamentos na região meridional da área urbana durante o período de 15 anos. Através da interpretação dos dados geográficos, foram elaboradas recomendações para o planejamento urbano de Gramado.

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 .

Predição de sombras de edifícios sobre vias urbanas com base em modelos digitais de elevações e dados de imagens aéreas de alta resolução

This research presents a methodology for prediction of building shadows cast on urban roads existing on high-resolution aerial imagery. Shadow elements can be used in the modeling of contextual information, whose use has become more and more common in image analysis complex processes. The proposed methodology consists in three sequential steps. First, the building roof contours are manually extracted from an intensity image generated by the transformation of a digital elevation model (DEM) obtained from airborne laser scanning data. In similarly, the roadside contours are extracted, now from the radiometric information of the laser scanning data. Second, the roof contour polygons are projected onto the adjacent roads by using the parallel projection straight lines, whose directions are computed from the solar ephemeris, which depends on the aerial image acquisition time. Finally, parts of shadow polygons that are free from building perspective obstructions are determined, given rise to new shadow polygons. The results obtained in the experimental evaluation of the methodology showed that the method works properly, since it allowed the prediction of shadow in high-resolution imagery with high accuracy and reliability.

Extração semi-automática de rodovia baseada em um par estéreo de imagens aéreas e em otimização por programação dinâmica no espaço-objeto

This article proposes a method for 3D road extraction from a stereopair of aerial images. The dynamic programming (DP) algorithm is used to carry out the optimization process in the object-space, instead of usually doing it in the image-space such as the DP traditional methodologies. This means that road centerlines are directly traced in the object-space, implying that a mathematical relationship is necessary to connect road points in object and image-space. This allows the integration of radiometric information from images into the associate mathematical road model. As the approach depends on an initial approximation of each road, it is necessary a few seed points to coarsely describe the road. Usually, the proposed method allows good results to be obtained, but large anomalies along the road can disturb its performance. Therefore, the method can be used for practical application, although it is expected some kind of local manual edition of the extracted road centerline.

Iinterpretação conjunta de dados de GPR e medidas de permeabilidade sobre um análogo de reservatório siliciclástico falhado na bacia de Tucano, no NE do Brasil

It is presented an integrated geophysical investigation of the spatial distribution of faults and deformation bands (DB´s) in a faulted siliciclastic reservoir analogue, located in Tucano Basin, Bahia State, northeastern Brazil. Ground Penetrating Radar (GPR) and permeability measurements allowed the analysis of the influence of DB´s in the rock permeability and porosity. GPR data were processed using a suitable flow parametrization in order to highlight discontinuities in sedimentary layers. The obtained images allowed the subsurface detection of DB´s presenting displacements greater that 10 cm. A good correlation was verified between DB´s detected by GPR and those observed in surface, the latter identified using conventional structural methods. After some adaptations in the minipermeameter in order to increase measurement precision, two approaches to measure permeabilities were tested: in situ and in collected cores. The former approach provided better results than the latter and consisted of scratching the outcrop surface, followed by direct measurements on outcrop rocks. The measured permeability profiles allowed to characterize the spatial transition from DB´s to undeformed rock; variation of up to three orders of magnitude were detected. The permeability profiles also presented quasi-periodic patterns, associated with textural and granulometric changes, possibly associated to depositional cycles. Integrated interpretation of the geological, geophysical and core data, provided the subsurface identification of an increase in the DB´s number associated with a sedimentary layer presenting granulometric decrease at depths greater than 8 m. An associated sharp decrease in permeability was also measured in cores from boreholes. The obtained results reveal that radagrams, besides providing high resolution images, allowing the detection of small structures (> 10 cm), also presented a correlation with the permeability data. In this way, GPR data may be used to build upscaling laws, bridging the gap between outcrop and seismic data sets, which may result in better models for faulted reservoirs

Extração semiautomática de rodovias no espaço-objeto: uso integrado de um estereopar de imagens aéreas e um MDT

Neste artigo é proposto um método semiautomático para extração de rodovias combinando um estereopar de imagens aéreas de baixa resolução com um poliedro gerado a partir de um modelo digital do terreno (MDT). O problema é formulado no espaço-objeto através de uma função objetivo que modela o objeto 'rodovia' como uma curva suave e pertencente a uma superfície poliédrica. A função objetivo proposta depende também de informações radiométricas, que são acessadas no espaço-imagem via relação de colinearidade entre pontos da rodovia no espaço-objeto e os correspondentes nos espaços imagem do estereopar. A linha poligonal que melhor modela a rodovia selecionada é obtida por otimização no espaço-objeto da função objetivo, tendo por base o algoritmo de programação dinâmica. O processo de otimização é iterativo e dependente do fornecimento por um operador de uma aproximação inicial para a rodovia selecionada. Os resultados obtidos mostraram que o método é robusto frente a anomalias existentes ao longo das rodovias, tais como obstruções causadas por sombras e árvores.

Indicadores de floresta urbana a partir de imagens aéreas multiespectrais de alta resolução

The present work evaluated urban forest indicators, acquired through airborne high-resolution multiespectral images, on the quality of the urban design and its vegetative fraction, in special its trees, in nine neighborhoods of Piracicaba, SP. There were made supervised classifications for characterization of intra-urban elements and the proportions obtained, as exposed soil, tree cover, lawns, asphalt, concrete pavements and roofs. They were studied for the measurement of the urban forest in each place. These variables were related to each other, as well as with the independent variables: population density, people with more than fifteen years of study and family heads with income above twenty minimum wages, obtained through population census. Through the analysis of linear regression variables were identified for intra-urban areas evaluation. Correlations were made and linear regressions among the data obtained from the image and among the proposed indicators. Negative correlations were obtained among population density and arboreal covering and the evaluated indices, in accordance with the predicted in the literature. Composite indicators are proposed, as: the proportion between arboreous space on waterproof space (PAW) and the proportion between arboreous space on building space (PAB). It is concluded by the possibility of the use of those indicators for evaluation of the urban forest and definition of priorities in the execution of ordinances to the improvement of the urban forestry, being prioritized the application of resources in the most lacking neighborhoods.

Extração semi-automática de rodovias em um par de imagens aéreas digitais utilizando geometria epipolar e programação dinâmica

The purpose of this paper is to introduce a methodology for semi-automatic road extraction from aerial digital image pairs by using dynamic programming and epipolar geometry. The method uses both images from where each road feature pair is extracted. The operator identifies the corresponding road featuresand s/he selects sparse seed points along them. After all road pairs have been extracted, epipolar geometry is applied to determine the automatic point-to-point correspondence between each correspondent feature. Finally, each correspondent road pair is georeferenced by photogrammetric intersection. Experiments were made with rural aerial images. The results led to the conclusion that the methodology is robust and efficient, even in the presence of shadows of trees and buildings or other irregularities.

Extração semi-automática de rodovias no espaço-objeto: uso integrado de um estéreo par de imagens aéreas e um MDT

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Ajuste radiométrico de imagens aéreas digitais

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Determinação automática da altura de edifícios em imagens aéreas

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Predição de sombras de edifícios sobre vias urbanas com base em um modelo digital de elevações e dados de imagens aéreas de alta-resolução

Pós-graduação em Ciências Cartográficas - FCT

Análise discriminatória de alvos da paisagem urbana em imagens aéreas multiespectrais

Pós-graduação em Ciências Cartográficas - FCT

Uso de técnicas de otimização e agrupamento hierárquico para a complementação automática da malha viária em regiões rurais a partir de imagens aéreas de média e alta resolução

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)