Orientação indireta de imagens com uso de apoio fotogramétrico extraído a partir da integração de dados derivados do sistema lidar e fotogrametria

In this work a method is proposed to allow the indirect orientation of images using photogrammetric control extracted through integration of data derived from Photogrammetry and Light Detection and Ranging (LiDAR) system. The photogrammetric control is obtained by using an inverse photogrammetric model, which allows the projection of image space straight lines onto the object space. This mathematical model is developed based on the intersection between the collinearity-based straight line and a DSM of region, derived from LiDAR data. The mathematical model used in the indirect orientation of the image is known as the model of equivalent t planes. This mathematical model is based on the equivalence between the vector normal to the projection plane in the image space and to the vector normal to the rotated projection plane in the object space. The goal of this work is to verify the quality, efficiency and potential of photogrammetric control straight lines obtained with proposed method applied to the indirect orientation of images. The quality of generated photogrammetric control was statistically available and the results showed that proposed method is promising and it has potential for the indirect orientation of images.

Comparativa de aplicaciones informáticas destinadas al procesamiento de datos obtenidos con metodología LIDAR aerotransportado y obtención de modelos digitales de elevación.

El contenido del Proyecto Fin de Carrera está desarrollado para profundizar en el conocimiento de las aplicaciones para el procesado de datos LiDAR, si bien, puede ser utilizado también como guía o consulta por el personal docente y técnico interesado, en el desarrollo o explicación de otros trabajos de comparación de herramientas relacionadas con la topografía. Por último, se pretende con esta comparación que se pueda elegir con facilidad una u otra aplicación según las necesidades de los proyectos y las capacidades con las que se cuentan, teniendo en cuenta las limitaciones a la hora de disponer de todo lo necesario para su realización. Los objetivos que se quieren alcanzar son: • Obtención de datos geoespaciales de unas zonas para su posterior procesado. • Realizar un control de calidad general para comprobar que los datos son aptos para nuestro trabajo. • Elegir las aplicaciones informáticas y establecer unos criterios de comparación. Para después poder realizar la comparativa de las aplicaciones informáticas. La consecución de los objetivos generales es posible a partir del planteamiento de los siguientes objetivos específicos: • Presentar el vuelo de una zona y las características de este. • Realizar un control de calidad específico en altimetría y planimetría. • Justificar la elección de distintas zonas a editar. • Definir los criterios que se van a comparar. • Edición generada con las aplicaciones que se han elegido, las cuales son: FUSION, MDTopX, TerraScan, MARS y SCOP. • Y por último realizar una comparativa entre las aplicaciones según los criterios elegidos.

Orientação indireta de imagens digitais usando telhados de duas águas como apoio de campo

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Metodología para ejecución y control de calidad para ortofotos, mediante combinación de sensor digital con LIDAR en zonas rurales

La utilización de una cámara fotogramétrica digital redunda en el aumento demostrable de calidad radiométrica debido a la mejor relación señal/ruido y a los 12 bits de resolución radiométrica por cada pixel de la imagen. Simultáneamente se consigue un notable ahorro de tiempo y coste gracias a la eliminación de las fases de revelado y escaneado de la película y al aumento de las horas de vuelo por día. De otra parte, el sistema láser aerotransportado (LIDAR - Light Detection and Ranging) es un sistema con un elevado rendimiento y rentabilidad para la captura de datos de elevaciones para generar un modelo digital del terreno (MDT) y también de los objetos sobre el terreno, permitiendo así alcanzar alta precisión y densidad de información. Tanto el sistema LIDAR como el sistema de cámara fotogramétrica digital se combinan con otras técnicas bien conocidas: el sistema de posicionamiento global (GPS - Global Positioning System) y la orientación de la unidad de medida inercial (IMU - Inertial Measure Units), que permiten reducir o eliminar el apoyo de campo y realizar la orientación directa de los sensores utilizando datos de efemérides precisas de los satélites. Combinando estas tecnologías, se va a proponer y poner en práctica una metodología para generación automática de ortofotos en países de América del Sur. Analizando la precisión de dichas ortofotos comparándolas con fuente de mayor exactitud y con las especificaciones técnicas del Plan Nacional de Ortofotografía Aérea (PNOA) se determinará la viabilidad de que dicha metodología se pueda aplicar a zonas rurales. ABSTRACT Using a digital photogrammetric camera results in a demonstrable increase of the radiometric quality due to a better improved signal/noise ratio and the radiometric resolution of 12 bits per pixel of the image. Simultaneously a significant saving of time and money is achieved thanks to the elimination of the developing and film scanning stages, as well as to the increase of flying hours per day. On the other hand, airborne laser system Light Detection and Ranging (LIDAR) is a system with high performance and yield for the acquisition of elevation data in order to generate a digital terrain model (DTM), as well as objects on the ground which allows to achieve high accuracy and data density. Both the LIDAR and the digital photogrammetric camera system are combined with other well known techniques: global positioning system (GPS) and inertial measurement unit (IMU) orientation, which are currently in a mature evolutionary stage, which allow to reduce and/or remove field support and perform a direct guidance of sensors using specific historic data from the satellites. By combining these technologies, a methodology for automatic generation of orthophotos in South American countries will be proposed and implemented. Analyzing the accuracy of these orthophotos comparing them with more accurate sources and technical specifications of the National Aerial Orthophoto (PNOA), the viability of whether this methodology should be applied to rural areas, will be determined.

Modelos para estimativa de volume de árvores individuais pela morfometria da copa obtida com LiDAR.

A estimativa volumétrica, a partir do escaneamento digital de florestas por meio do uso do LIDAR, potencializa o emprego de técnicas de manejo de precisão no planejamento da exploração nas florestas tropicais. A utilização dessa tecnologia de sensoriamento remoto permite a incorporação de variáveis da morfometria de copa, ainda pouco empregadas e menos conhecidas em decorrência da dificuldade de coleta em campo. O objeto deste estudo foi construir equações capazes de estimar o volume do fuste de árvores individuais dominantes e codominantes, a partir da morfometria da copa obtida por meio do LIDAR aerotransportado, considerando duas situações de inventário florestal: a) com a coleta do DAP, conjuntamente com as variáveis morfométrica da copa obtidas pelo LIDAR e b) apenas com os dados de morfometria de copa. Para seleção dos modelos foram considerados: a matriz de correlação das variáveis preditoras e a combinação das variáveis que geraram os melhores resultados estatísticos pelos critérios Syx, Syx(%) e Pressp, e que foram homocedásticos e com disposição dos resíduos normais e independentes. Para as melhores equações foram realizadas análise de influência. Os resultados estatísticos do ajuste dos modelos para as duas situações permitiram selecionar equações com e sem DAP, com resultados R2 aj.(%) de a) 92,92 e b) 79,44; Syx (%) de a) 16,73 e b) 27,47; e, critério de Pressp de a) 201,15 m6 e b) 537,47 m6, respectivamente. Por meio das variáveis morfométricas, foi possível desenvolver equações capazes de estimar com precisão o volume do fuste de árvores dominantes e codominantes em florestas tropicais.

Modelado de un sistema de telemetría LIDAR CW-RM

Los sistemas LIDAR (Light Detection and Ranging) permiten medir la distancia entre dos puntos, evaluando el tiempo que tarda una señal óptica (generalmente procedente de un Láser) en hacer un recorrido de ida y vuelta entre dichos puntos. En los sistemas CW-RM (Continuous Wave - Random Modulated) esta evaluación se hace calculando la correlación entre la señal emitida (pseudoaleatoria) y la recibida (cuyo retardo depender de la distancia entre los puntos). Este sistema CW-RM tiene la ventaja sobre los TOF (Time Of Flight) de que funcionan bien ún con señales recibidas de reducida relación señal a ruido. La precisión de la medida, depende, entre otros parámetros, del tiempo de bit de la secuencia pseudoaleatoria y de la frecuencia de muestreo del sistema que capta las señales y posteriormente las correla. El objetivo del presente trabajo es realizar un sistema de gran precisión, utilizando señales pseudoaleatorias de tiempo de bit de centenas de pico segundo y frecuencia de muestreo de Gs/s, para lo que deberemos utilizar equipamiento disponible en laboratorio, as mismo deberemos seleccionar y con guiar los láseres emisores para que puedan trabajar a estas velocidades. La primera etapa del proyecto será el conocimiento del instrumental de laboratorio que vamos a utilizar en el set-up. La segunda etapa será la realización de un primer montaje en el que se conectará emisor y receptor a través de una fibra óptica de longitud conocida. Esto nos permitir á el desarrollo de algoritmos para extraer información de la medida y para una calibración del instrumental para posteriores medidas. La tercera etapa es el diseño definitivo con emisor al aire para el que tendremos que ajustar todos los elementos ópticos del sistema, de modo que se pueda detectar la luz reflejada y además se pueda reducir parte de la luz de background.

Aplicaciones del lidar en la restauración fluvial: Simulación hidráulica y empleo de ric-dar en el estudio geomorfológico y de vegetación de ribera.

Hoy en día los nuevos desarrollos en teledetección permiten la mejora de la caracterización y gestión del entorno fluvial. Especial relevancia muestra el escaneo laser aerotransportado. Este sistema es conocido como LiDAR (Light Detection and Ranging) y desde sus orígenes ha mejorado de manera excepcional sus resultados tanto en la precisión espacial de los puntos obtenidos, su post-procesado como su clasificación. Todo ello con una reducción de los costes, ahora asumible para ser incorporado en los proyectos de restauración fluvial. Sin embargo, no ha sido hasta fechas recientes cuando han comenzado a aparecer referencias en este sentido. Dando continuidad a esta línea de investigación, en este trabajo se presenta el resumen de los avances en relación al papel que puede presentar la tecnología LiDAR en un proyecto de restauración fluvial.

Modalidades síncronas e assíncronas no ensino da radiologia do sistema nervoso: estilos e resultados de aprendizagem

Lidar com as problemáticas da saúde, implica um domínio dos processos cognitivos (raciocínio, resolução de problemas e tomada de decisão) e de desempenhos práticos, o que obriga a afectação de um conjunto de atitudes e comportamentos específicos. Este estudo, implementou e avaliou o impacto de experiências pedagógicas desenvolvidas com os estudantes da unidade curricular Radiologia do Sistema Nervoso (RSN) da Escola Superior de Tecnologia da Saúde de Lisboa (ESTeSL). Aplicaram-se metodologias de ensino mistas (presenciais e virtuais) utilizadas na leccionação teórica e prática no ano curricular 2008/2009. Para a avaliação do perfil de aprendizagem dos estudantes foi aplicado o método de Honey & Munford e para a avaliação e monitorização dos conhecimentos aplicaram-se check list baseadas nos conteúdos programáticos. A monitorização das ferramentas da plataforma moodle complementaram a restante informação. Verificou-se uma progressão de aprendizagem positiva para um grupo de estudantes maioritariamente do estilo reflexivo (média=10,6 estudantes). As conclusões apontaram para um impacto positivo quanto à aplicação das metodologias híbridas com maior índice de sucesso para a metodologia assíncrona. Verificou-se também mais flexibilidade no acesso aos conteúdos porém com algumas limitações tais como residência inicial por parte dos estudantes, maior carga de trabalho para os docentes, falta de terminais para acesso à plataforma e pouca experiência de todos os envolvidos no domínio e manipulação da plataforma. ABSTRACT - This study focused on the role of cognitive processes (reasoning, problem solving and decision making) and performance practice in the formation of attitudes and behaviours relating to health issues. It was conducted to evaluate the effects of pedagogical experiences on students who participated in the course in radiography in the Nervous System Imaging Unit (RSN) of the Lisbon Health School of Technology. Mixed (face-to-face and virtual) teaching methodologies were used in theory and practice sessions. Honey and Munford’s method was used to evaluate the learning profile of students. To monitor and evaluate students’ knowledge acquisition, check lists based on program topics were applied. Other information was supplied through the learning platform of Moodle. The student group with mostly a reflective learning style increased their knowledge. The asynchronous method was shown to produce a higher success rate and more flexibility in accessing content but also registered some limitations such as resistance by students, increased workload for teachers, lack of access to the platform and inexperience of all involved in handling the platform.

eTourism – Mobile Data Interface (Sistema de Apoio On-Line ao Turista em Dispositivos Móveis com Adaptação de Tours Personalizados)

O intuito principal desta Tese é criar um interface de Dados entre uma fonte de informação e fornecimento de Rotas para turistas e disponibilizar essa informação através de um sistema móvel interactivo de navegação e visualização desses mesmos dados. O formato tecnológico será portátil e orientado à mobilidade (PDA) e deverá ser prático, intuitivo e multi-facetado, permitindo boa usabilidade a públicos de várias faixas etárias. Haverá uma componente de IA (Inteligência Artificial), que irá usar a informação fornecida para tomar decisões ponderadas tendo em conta uma diversidade de aspectos. O Sistema a desenvolver deverá ser, assim, capaz de lidar com imponderáveis (alterações de rota, gestão de horários, cancelamento de pontos de visita, novos pontos de visita) e, finalmente, deverá ajudar o turista a gerir o seu tempo entre Pontos de Interesse (POI – Points os Interest). Deverá também permitir seguir ou não um dado percurso pré-definido, havendo possibilidade de cenários de exploração de POIs, sugeridos a partir de sugestões in loco, similares a Locais incluídos no trajecto, que se enquadravam no perfil dos Utilizadores. O âmbito geográfico de teste deste projecto será a zona ribeirinha do porto, por ser um ex-líbris da cidade e, simultaneamente, uma zona com muitos desafios ao nível geográfico (com a inclinação) e ao nível do grande número de Eventos e Locais a visitar.

Sistema de modelização tridimensional para ambientes não estruturados

A navegação de veículos autónomos em ambientes não estruturados continua a ser um problema em aberto. A complexidade do mundo real ainda é um desafio. A difícil caracterização do relevo irregular, dos objectos dinâmicos e pouco distintos(e a inexistência de referências de localização) tem sido alvo de estudo e do desenvolvimento de vários métodos que permitam de uma forma eficiente, e em tempo real, modelizar o espaço tridimensional. O trabalho realizado ao longo desta dissertação insere-se na estratégia do Laboratório de Sistemas Autónomos (LSA) na pesquisa e desenvolvimento de sistemas sensoriais que possibilitem o aumento da capacidade de percepção das plataformas robóticas. O desenvolvimento de um sistema de modelização tridimensional visa acrescentar aos projectos LINCE (Land INtelligent Cooperative Explorer) e TIGRE (Terrestrial Intelligent General proposed Robot Explorer) maior autonomia e capacidade de exploração e mapeamento. Apresentamos alguns sensores utilizados para a aquisição de modelos tridimensionais, bem como alguns dos métodos mais utilizados para o processo de mapeamento, e a sua aplicação em plataformas robóticas. Ao longo desta dissertação são apresentadas e validadas técnicas que permitem a obtenção de modelos tridimensionais. É abordado o problema de analisar a cor e geometria dos objectos, e da criação de modelos realistas que os representam. Desenvolvemos um sistema que nos permite a obtenção de dados volumétricos tridimensionais, a partir de múltiplas leituras de um Laser Range Finder bidimensional de médio alcance. Aos conjuntos de dados resultantes associamos numa nuvem de pontos coerente e referenciada. Foram desenvolvidas e implementadas técnicas de segmentação que permitem inspeccionar uma nuvem de pontos e classifica-la quanto às suas características geométricas, bem como ao tipo de estruturas que representem. São apresentadas algumas técnicas para a criação de Mapas de Elevação Digital, tendo sido desenvolvida um novo método que tira partido da segmentação efectuada

GEOSYC – Um Sistema geocolaborativo síncrono

Dissertação de Mestrado em Engenharia Informática

Projecto SIGAP: sistema de informação geográfica aplicado à Palentologia

Trabalho de projecto apresentada como requisito parcial para obtenção do grau de Mestre em Ciência e Sistemas de Informação Geográfica.

Contributo dos dados lidar para o inventário florestal municipal

Relatório de Estágio apresentado para cumprimento dos requisitos necessários à obtenção do grau de Mestre em Gestão do Território

Valorização da produção hídrica reversível num contexto de crescente integração de energia eólica no sistema electroprodutor

O aumento da procura de energia eléctrica, conjugado com a crescente preocupação de sustentabilidade ambiental, conduziu a um forte investimento na geração de energia eléctrica a partir de fontes renováveis. Portugal estabeleceu o compromisso de aumentar a geração de energia eléctrica a partir de fontes renováveis com o objectivo de diminuir a sua dependência energética do exterior. Este objectivo está a ser cumprido principalmente através dos crescentes níveis de potência eólica instalada. A energia eólica é caracterizada pela sua imprevisibilidade e variabilidade, causadas pela natureza intermitente do vento. Ao permitir o armazenamento de energia, as centrais hídricas reversíveis são capazes de lidar com esta desvantagem, promovendo uma integração mais adequada da energia eléctrica produzida a partir de fontes renováveis. O lucro destas centrais é maximizado se turbinarem quando o preço de mercado é elevado e bombearem quando este é baixo. Este trabalho desenvolve um modelo baseado em preços de mercado, para determinar as estratégias de licitação óptimas que permitem a maximização do lucro total de uma central hídrica reversível instalada em Portugal. Considera-se que a central participa no mercado diário do MIBEL e no mercado de serviços de sistema. O lucro e o perfil da energia eléctrica produzida pela central são analisados para níveis crescentes de penetração de energia eólica demonstrando-se que, com o aumento da potência eólica instalada, o lucro da central hídrica reversível aumenta.