Filtragem de nuvens de pontos para geração de modelos digitais do terreno

As cartas topográficas são representações planas, generalizadas e reduzidas à escala, de zonas da superfície terrestre, contendo símbolos e informação textual para a descrição dos objectos. A forma mais comum de as produzir é por intermédio de fotografias aéreas, principalmente pela afinidade entre o conteúdo destas e aquilo que se convencionou representar na carta. O Instituto Geográfico do Exército (IGeoE) é uma entidade produtora de cartografia que provê, com informação geográfica, as Forças Armadas e a comunidade civil. A caracterização do relevo é parte da informação existente na carta, concretizada através das curvas de nível: linhas curvas que representam uma cota pré-definida (convencionado de 10 em 10 m nas cartas à escala 1/25 000), constante em toda a sua extensão. Estas acompanham as formas do terreno e indicam a altitude do nível do solo, independentemente de se cruzarem com outros objectos à superfície terrestre (como edifícios ou arvoredo). A informação do relevo é bastante completa, abrangendo a área de toda a carta. As curvas de nível são, por norma, restituídas, manualmente, por um operador numa estação fotogramétrica, numa tarefa compreensivelmente morosa. Uma das alternativas para a representação do relevo é por intermédio da correlação automática de fotografias aéreas, daí resultando uma nuvem de pontos cotados numa grelha regular, cada um com uma coordenada tridimensional. Alguns desses pontos contêm “ruído”, visto representarem não a cota ao nível do solo, mas a cota de objectos sobre a superfície terrestre. O processo de eliminação desse “ruído”, que permite corrigir a cota do topo do objecto para o solo, designa-se por filtragem. Há diversos processos de filtragem de nuvens de pontos, embora nenhum consiga obter resultados totalmente satisfatórios, apresentando mais ou menos dificuldades em algumas zonas de terreno específicas (zonas urbanizadas ou vegetação baixa, por exemplo). Um dos caminhos apontados para auxiliar a filtragem é a utilização de outros recursos que forneçam mais informação, para além da simples coordenada tridimensional do ponto a corrigir, bem como uma mistura de algoritmos, tentando conciliar os pontos fortes de cada uma destas abordagens. O presente trabalho desenvolveu uma metodologia automática para representar o relevo a partir de uma nuvem de pontos cotados, para ser integrada na cadeia de produção do IGeoE. A partir de uma nuvem de pontos primária, e utilizando como dados de entrada ortofotos e informação vectorial dos objectos da edição anterior e da edição de trabalho da carta (excepto relevo) da mesma região, efectua quatro filtragens: filtragem de edifícios, filtragem de áreas de arvoredo superiores a 150 m x 150 m, filtragem de áreas de arvoredo inferiores a 150 m x 150 m e árvores isoladas (envolvendo a detecção de árvores em ortofotos, ao nível do pixel, por algoritmo de aprendizagem automática), e filtragem por declives.

Influência da idade na geração de modelos de espectroscopia NIR, para predição de propriedades da madeira de Eucalyptus spp.

O objetivo deste trabalho foi o desenvolvimento de modelos NIRS para predizer as propriedades físicas e químicas de madeiras de Eucalyptus, com idades variando de 3 a 7 anos. Foram utilizadas 136 amostras e realizadas análises laboratoriais de densidade básica, teores de lignina e extrativos. Amostras de cavacos foram moídas em moinho tipo ciclone, para coleta de espectros NIR. Os modelos foram desenvolvidos por regressão de mínimos quadrados parciais (PLS), sendo testadas transformações matemáticas. Para validação dos modelos, foram utilizados grupos de amostras externas com diferentes idades, que não participaram no desenvolvimento do modelo. Os modelos desenvolvidos resultaram em consideráveis coeficientes de determinação para densidade básica (R² 0,84 a 0,89) e lignina (R² 0,72 a 0,88), mas os melhores valores foram encontrados para o teor de extrativos (R² 0,92 a 0,98). Pelos valores de relação de desempenho de desvio (RPD), verificou-se que amostras com idades diferentes das utilizadas no desenvolvimento dos modelos não apresentaram boas predições, exceto para densidade básica cujos modelos desenvolvidos especificamente para as idades de 3 e 7 anos, predisseram satisfatoriamente amostras com idades entre 4 e 6 anos.

Geração de modelos de co-simulação distribuída para a arquitetura DCB

O aumento na complexidade dos sistemas embarcados, compostos por partes de hardware e software, aliado às pressões do mercado que exige novos produtos em prazos cada vez menores, tem levado projetistas a considerar a possibilidade de construir sistemas a partir da integração de componentes já existentes e previamente validados. Esses componentes podem ter sido desenvolvidos por diferentes equipes ou por terceiros e muitas vezes são projetados utilizando diferentes metodologias, linguagens e/ou níveis de abstração. Essa heterogeneidade torna complexo o processo de integração e validação de componentes, que normalmente é realizado através de simulação. O presente trabalho especifica mecanismos genéricos e extensíveis que oferecem suporte à cooperação entre componentes heterogêneos em um ambiente de simulação distribuída, sem impor padrões proprietários para formatos de dados e para a descrição do comportamento e interface dos componentes. Esses mecanismos são baseados na arquitetura DCB (Distributed Co-Simulation Backbone), voltada para co-simulação distribuída e heterogênea e inspirada nos conceitos de federado (componente de simulação) e federação (conjunto de componentes) que são definidos pelo HLA (High Level Architecture), um padrão de interoperabilidade para simulações distribuídas. Para dar suporte à co-simulação distribuída e heterogênea, esse trabalho descreve mecanismos que são responsáveis pelas tarefas de cooperação e distribuição, chamados de embaixadores, assim como o mecanismo gateway, que é responsável pela interoperabilidade entre linguagens e conversão de tipos de dados. Também é apresentada uma ferramenta de suporte à geração das interfaces de co-simulação, que são constituídas de dois embaixadores configuráveis e um gateway para cada federado, gerado a partir de templates pré-definidos.

Proposta metodológica para o imageamento, caracterização, parametrização e geração de modelos virtuais de afloramentos

The aim of this work was to describe the methodological procedures that were mandatory to develop a 3D digital imaging of the external and internal geometry of the analogue outcrops from reservoirs and to build a Virtual Outcrop Model (VOM). The imaging process of the external geometry was acquired by using the Laser Scanner, the Geodesic GPS and the Total Station procedures. On the other hand, the imaging of the internal geometry was evaluated by GPR (Ground Penetrating Radar).The produced VOMs were adapted with much more detailed data with addition of the geological data and the gamma ray and permeability profiles. As a model for the use of the methodological procedures used on this work, the adapted VOM, two outcrops, located at the east part of the Parnaiba Basin, were selected. On the first one, rocks from the aeolian deposit of the Piaui Formation (Neo-carboniferous) and tidal flat deposits from the Pedra de Fogo Formation (Permian), which arises in a large outcrops located between Floriano and Teresina (Piauí), are present. The second area, located at the National Park of Sete Cidades, also at the Piauí, presents rocks from the Cabeças Formation deposited in fluvial-deltaic systems during the Late Devonian. From the data of the adapted VOMs it was possible to identify lines, surfaces and 3D geometry, and therefore, quantify the geometry of interest. Among the found parameterization values, a table containing the thickness and width, obtained in canal and lobes deposits at the outcrop Paredão and Biblioteca were the more relevant ones. In fact, this table can be used as an input for stochastic simulation of reservoirs. An example of the direct use of such table and their predicted radargrams was the identification of the bounding surface at the aeolian sites from the Piauí Formation. In spite of such radargrams supply only bi-dimensional data, the acquired lines followed of a mesh profile were used to add a third dimension to the imaging of the internal geometry. This phenomenon appears to be valid for all studied outcrops. As a conclusion, the tool here presented can became a new methodology in which the advantages of the digital imaging acquired from the Laser Scanner (precision, accuracy and speed of acquisition) were combined with the Total Station procedure (precision) using the classical digital photomosaic technique

Uso do GPR na geração de modelos estáticos 3D para o planejamento de lavra de minerais pesados depositados em dunas eólicas

This project was developed as a partnership between the Laboratory of Stratigraphical Analyses of the Geology Department of UFRN and the company Millennium Inorganic Chemicals Mineração Ltda. This company is located in the north end of the paraiban coast, in the municipal district of Mataraca. Millennium has as main prospected product, heavy minerals as ilmenita, rutilo and zircon presents in the sands of the dunes. These dunes are predominantly inactive, and overlap the superior portion of Barreiras Formation rocks. The mining happens with the use of a dredge that is emerged at an artificial lake on the dunes. This dredge removes sand dunes of the bottom lake (after it disassembles of the lake borders with water jets) and directs for the concentration plant, through piping where the minerals are then separate. The present work consisted in the acquisition external geometries of the dunes, where in the end a 3D Static Model could be set up of these sedimentary deposits with emphasis in the behavior of the structural top of Barreiras Formation rocks (inferior limit of the deposit). The knowledge of this surface is important in the phase of the plowing planning for the company, because a calculation mistake can do with that the dredge works too close of this limit, taking the risk that fragments can cause obstruction in the dredge generating a financial damage so much in the equipment repair as for the stopped days production. During the field stages (accomplished in 2006 and 2007) topographical techniques risings were used with Total Station and Geodesic GPS as well as shallow geophysical acquisitions with GPR (Ground Penetrating Radar). It was acquired almost 10,4km of topography and 10km of profiles GPR. The Geodesic GPS was used for the data geopositioning and topographical rising of a traverse line with 630m of extension in the stage of 2007. The GPR was shown a reliable method, ecologically clean, fast acquisition and with a low cost in relation to traditional methods as surveys. The main advantage of this equipment is obtain a continuous information to superior surface Barreiras Formation rocks. The static models 3D were elaborated starting from the obtained data being used two specific softwares for visualization 3D: GoCAD 2.0.8 and Datamine. The visualization 3D allows a better understanding of the Barreiras surface behavior as well as it makes possible the execution of several types of measurements, favoring like calculations and allowing that procedures used for mineral extraction is used with larger safety

Geração de modelos digitais de superfície por meio de plataformas computacionais com estrutura vetorial e raster

Geographic Information Systems (GIS) integrate the technologies related to Geoprocessing, with the ability to manipulate georeferenced information through data storage, management and analysis. One of the GIS applications is the generation of Digital Elevation Models (DEM) as a result of rebuilding the elevation of a region using computation tools and artificial representation. This paper presents the DEM created from a point base in two computational frameworks with different structures (vector and raster), comparing the contour lines generated from these models with the original contour lines from analog cartographic base. It was observed that one of the generated models presented some discrepancies related to real space for both GIS structures. However, using constrained Delaunay's triangulation in raster GIS a digital elevation model was generated with contour lines quite close to the original ones, with satisfactory results. A 3-D terrain representation was also created offering a very useful tool for analysis.

Avaliação de uma técnica para geração de modelos digitais de superfície utilizando múltiplas imagens

The efficient generation of digital surface model (DSM) from optical images has been explored for many years and the results are dependent on the project characteristics (image resolution, size of overlap between images, among others), of the image matching techniques and the computer capabilities for the image processing. The points generated from image matching have a direct impact on the quality of the DSM and, consequently, influence the need for the costly step of edition. This work aims at assessing experimentally a technique for DSM generation by matching of multiple images (two or more) simultaneously using the vertical line locus method (VLL). The experiments were performed with six images of the urban area of Presidente Prudente/SP, with a ground sample distance (GSD) of approximately 7cm. DSMs of a small area with homogeneous texture, repetitive pattern, moving objects including shadows and trees were generated to assess the quality of the developed procedure. This obtained DSM was compared to cloud points acquired by LASER (Light Amplification by Simulated Emission of Radiation) scanning as wells as with a DSM generated by Leica Photogrammetric Suite (LPS) software. The accomplished results showed that the MDS generated by the implemented technique has a geometric quality compatible with the reference models.

Geração automática de modelos digitais de superfícies utilizando múltiplas imagens

Pós-graduação em Ciências Cartográficas - FCT

Uma abordagem para derivar modelos de requisitos a partir de mecanismos de reconhecimento de voz

A elicitação de requisitos é uma das primeiras actividades do processo de Engenharia de Requisitos. Através desta etapa é possível capturar e estruturar os requisitos dos stakeholders e do sistema a ser implementado. Tipicamente esta estruturação é representada através de notação gráfica com o auxílio de ferramentas CASE. Estas ferramentas tornam esta actividade exclusiva, em termos de acessibilidade, a engenheiros sem deficiências físicas devido à complexidade das funcionalidades oferecidas pelas mesmas que permitem construir estes modelos. Nesta dissertação de mestrado é proposto desenvolver uma abordagem com suporte de uma ferramenta para melhorar a acessibilidade, e consequentemente,integrar um engenheiro de requisitos com limitações físicas na actividade de elicitação de requisitos. A ferramenta também possibilita uma alternativa para os stakeholders em geral para produzir modelos sem usar as mãos quando for mais conveniente. Esta abordagem propõe usar mecanismos de voz na geração de modelos de requisitos, mais concretamente modelos de requisitos orientados a objectivos, modelos de objectos e modelos de features usando técnicas de Model-Driven Development (MDD) (e.g., metamodelos). O stakeholder assim irá capturar os seus requisitos através de mecanismos de reconhecimento de voz, sendo automaticamente realizada uma transformação do seu discurso para um modelo KAOS, para um modelo conceptual ou para um modelo de features.

Geração de regras de extração de dados em páginas HTML

Existem vários trabalhos na área de extração de dados semi-estruturados, usando diferentes técnicas. As soluções de extração disponibilizadas pelos trabalhos existentes são direcionadas para atenderem a dados de certos domínios, considerando-se domínio o conjunto de elementos pertencentes à mesma área de interesse. Dada a complexidade e a grande quantidade dos dados semi-estruturados, principalmente dos disponíveis na World Wide Web (WWW), é que existem ainda muitos domínios a serem explorados. A maior parte das informações disponíveis em sites da Web está em páginas HTML. Muitas dessas páginas contêm dados de certos domínios (por exemplo, remédios). Em alguns casos, sites de organizações diferentes apresentam dados referentes a um mesmo domínio (por exemplo, farmácias diferentes oferecem remédios). O conhecimento de um determinado domínio, expresso em um modelo conceitual, serve para definir a estrutura de um documento. Nesta pesquisa, são consideradas exclusivamente tabelas de páginas HTML. A razão de se trabalhar somente com tabelas está baseada no fato de que parte dos dados de páginas HTML encontra-se nelas, e, como conseqüência, elimina-se o processamento dos outros dados, concentrando-se os esforços para que sejam processadas automaticamente. A pesquisa aborda o tratamento exclusivo de tabelas de páginas HTML na geração das regras de extração, na utilização das regras e do modelo conceitual para o reconhecimento de dados em páginas semelhantes. Para essa técnica, foi implementado o protótipo de uma ferramenta visual denominado Gerador de Regras de Extração e Modelo Conceitual (GREMO). GREMO foi desenvolvido em linguagem de programação visual Delphi 6.0. O processo de extração ocorre em quatro etapas: identificação e análise das tabelas de informações úteis em páginas HTML; identificação de conceitos para os elementos dos modelos conceituais; geração dos modelos conceituais correspondentes à página, ou utilização de modelo conceitual existente no repositório que satisfaça a página em questão; construção das regras de extração, extração dos dados da página, geração de arquivo XML correspondente aos dados extraídos e, finalmente, realimentação do repositório. A pesquisa apresenta as técnicas para geração e extração de dados semi-estruturados, as representações de domínio exclusivo de tabelas de páginas HTML por meio de modelo conceitual, as formas de geração e uso das regras de extração e de modelo conceitual.

Análise da reconstrução 3D a partir de um par estereoscópico HR-CCD/CBERS-2 usando dois modelos matemáticos

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Modelos de Estimativa da Radiação Fotossinteticamente Ativa Global e Difusa em Função da Radiação de Ondas Curtas e do Índice de Claridade (kt)

O presente trabalho apresenta equações de estimativa da radiação fotossinteticamente ativa global () e difusa () em função das respectivas radiações global () e difusa () do espectro solar total, bem como a estimativa da fração PAR difusa da PAR global () em função do índice de transmissividade atmosférica (). A base de dados foi adquirida no período de 01/06/1999 a 31/09/2000 na Estação de Radiometria Solar da FCA-UNESP, Botucatu. Foram utilizados dados adicionais, diferentes dos utilizados na geração dos modelos, de forma a possibilitar uma validação adequada dos modelos propostos.

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

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Estimativa de parâmetros biofísicos de plantios de café a partir de imagens orbitais de alta resolução espacial

Remote sensing data are each time more available and can be used to monitor the vegetal development of main agricultural crops, such as the Arabic coffee in Brazil, since that the relationship between spectral and agronomical data be well known. Therefore, this work had the main objective to assess the use of Quickbird satellite images to estimate biophysical parameters of coffee crop. Test area was composed by 25 coffee fields located between the cities of Ribeirão Corrente, Franca and Cristais Paulista (SP), Brazil, and the biophysical parameters used were row and between plants spacing, plant height, LAI, canopy diameter, percentage of vegetation cover, roughness and biomass. Spectral data were the reflectance of four bands of QUICKBIRD and values of four vegetations indexes (NDVI, GVI, SAVI and RVI) based on the same satellite. All these data were analyzed using linear and nonlinear regression methods to generate estimation models of biophysical parameters. The use of regression models based on nonlinear equations was more appropriate to estimate parameters such as the LAI and the percentage of biomass, important to indicate the productivity of coffee crop.

Mudanças climáticas nas regiões insulares

Tese de Doutoramento, Física, 27 de Novembro de 2013, Universidade dos Açores.