Author(s): Oliveira, Kelly Nancy Adelina de
Date: 2013
Persistent ID: http://hdl.handle.net/10451/10015
Origin: Repositório da Universidade de Lisboa
Subject(s): Produção cartográfica; Detecção remota; Pancromáticas; Multiespectrais; Resolução espacial; Eficiência; Teses de mestrado - 2013
Tese de mestrado em Sistemas de Informação Geográfica - Tecnologias e Aplicações, apresentada à Universidade de Lisboa, através da Faculdade de Ciências, 2013
Errata disponível em papel
Considerando-se a rapidez e a constância das mudanças ocorridas nas sociedades atuais, é imprescindível preparar-se de forma a poder responder de modo positivo a essa realidade, pelo que é importante manter todas as informações a seu respeito reunidas, organizadas e atualizadas para permitir a implementação de projetos e tomada de decisões. Assim sendo, é de suma importância a realização de levantamentos cartográficos diretamente para base de dados, os quais, devido às mudanças em questão, nunca estão terminados e devem sempre as acompanhar através do progresso da tecnologia, quando há melhoria significativa nas condições de trabalho e nos resultados. Perante essa evidente necessidade, é indiscutível que a qualidade das imagens com as quais se trabalham seja a melhor possível, a qual depende principalmente da resolução espacial dos sensores. A busca por imagens de satélites com a referida qualidade e que possibilitem a realização das atividades em questão com a melhor eficiência e, ao mesmo tempo, com o menor custo possível, tem se tornado um tópico de investigação crescente pela comunidade científica. No entanto, muitos desses trabalhos se focam na utilização de imagens de satélite em escala e resolução variada para a produção cartográfica temática. Sabe-se, contudo, que, diante da reunião e da organização de geo-informações diretamente em bases de dados, tal produção pouco ajuda em questões como a realização de exercícios da North Atlantic Treaty Organization (NATO) e, entre outras, desastres humanitários, por exemplo. Dessa forma, existe uma preocupação contínua no âmbito do Multinational Geospatial Co-production Program (MGCP) no sentido de que os trabalhos para o qual tal programa se destina sejam realizados de tal forma eficiente que cumpram atempadamente os objetivos fixados para a produção cartográfica de média escala e lhe dê em igual tempo a possibilidade de os atualizar. Assim, na metodologia desenvolvida procurou-se perceber se houve aumento da eficiência nas tarefas de aquisição de dados (em termos de quantidade de dados adquiridos e de tempo despendido) realizadas no âmbito deste Programa, com a utilização das imagens multiespectrais (≈ 2m de resolução espacial) comerciais provenientes do satélite WorldView-2 que substituíram as do WorldView-1 (0,5m de resolução), apenas pancromáticas. No final, procurou-se identificar quais as melhorias conseguidas no desenvolver dos trabalhos. O processo foi iniciado com a construção de uma tabela na qual estão identificados todos os elementos geográficos adquiridos (pontuais, lineares e areais). Nela foram registados dias e horas de trabalho despendidos para a aquisição de cada um deles. Com o auxílio de dados de referência (Modelo Digital do Terreno (MDT) e ‘rasters’ de edições antigas de cartas analógicas do Instituto Geográfico do Exército (IGeoE), referentes à área de estudo), foram vetorizados elementos geo-espaciais para a base de dados de acordo com as regras constantes do Technical Reference Documentation (TRD), do Guia de Extração e do Catálogo de Objetos MGCP. Tal vetorização foi realizada em 2 etapas: na primeira foram utilizadas imagens pancromáticas e, na segunda, multiespectrais. Em ambas as etapas, foram primeiramente adquiridos elementos lineares seguidos dos pontuais. Contudo, a vetorização deste último tipo de elementos foi precedida da criação de uma grelha com células de 1.000m x 665m, aproximadamente, para servirem como orientadoras na consecução das atividades pela vetorização de objetos pontuais, ao fim das quais foi retirada. Os trabalhos de aquisição de dados da área de estudo para a base de dados foram concluídos com a vetorização dos elementos areais. Por fim, a fim de serem analisados e avaliados os resultados da metodologia aplicada, para cada tipo de imagens utilizado (pancromáticas e multiespectrais) foram contados o total do tempo despendido para a aquisição de cada tipo de objeto adquirido (pontual, linear e areal) e da quantidade de cada um deles. De seguida, para igualar a unidade de tempo foi aplicada aos valores uma ‘regra de três simples’ e para se obter o percentual da eficiência atingida (considerando como eficiência o menor tempo necessário para a aquisição de cada tipo de objetos) foi utilizada a ‘fórmula de porcentagem’. Dos resultados obtidos foi possível verificar que a utilização das imagens multiespectrais resulta em média numa eficiência cerca de 36,7% superior em relação à das pancromáticas. Contudo, uma análise mais minuciosa revelou que nem para todos os objetos citados neste projeto o uso das imagens multiespectrais revela-se como o mais promissor em atividades como as que estão em questão
Considering the speed and the constancy of the changes in contemporary societies, it is essential to be prepared in order to be able to respond positively to this reality, so it is important to keep all information that was collected, organized and updated to allow project implementation and decision-making. Therefore, it is of paramount importance surveying mapping directly to the database, which, due to the changes in question were never finished and should always be followed through the progress of technology, when there is significant improvement in working conditions and in results. Given this obvious need, it is undisputed that the quality of the images with which to work is the best possible, depends mainly on the spatial resolution of the sensors. The search for satellite images with that quality and enabling the fulfillment of the activities in question with greater efficiency and at the same time, at the lowest possible cost, has become a topic of growing research by the scientific community. However, many of these studies focus on the use of satellite images which vary both in scale and in resolution for thematic map production. It is known, however, that before the meeting and the organization of geo-information directly into databases, there was such little production that helps on issues such as exercises of the North Atlantic Treaty Organization (NATO) and, among others, humanitarian disasters for example. Thus, there is an ongoing concern within the Multinational Geospatial Co-production Program (MGCP) in the sense that the work for which this program is intended to be carried out efficiently in such a timely manner that meet the objectives for cartographic medium scale production and at the same time gives the possibility of updating. Thus, the methodology sought to understand whether increased efficiency in the tasks of data acquisition (in terms of amount of data acquired and time spent) carried out under this program, with the use of multispectral images (≈ 2m resolution space) from the commercial satellite WorldView-2 which have replaced the WorldView-1 (0.5 m resolution), only panchromatic. In the end, we sought to identify the improvements achieved in upcoming work. The process began with the construction of a table in which all geographic elements acquired (point, line and areas) are identified. With the help of reference data (Digital Terrain Model (DTM) and ‘raster’ of old editions of letters analog Portuguese Geographic Army Institute covering the study area) were vectorized geo-spatial elements to the database according to the rules contained in the Technical Reference Documentation (TRD), in the Guide Extraction and in the Object Catalog of the MGCP. This vectorization was performed in two stages. In the first stage panchromatic images were used and in the second stage, multispectral images were used. In both steps, linear elements were first acquired and then the point elements. However, vectorization of the point elements was preceded by the creation of a grid of cells 1.000m x 665m approximately to serve as guidelines for the achievement of activities by vectoring point objects, after which it was removed. The tasks of data acquisition of the study area for the database had been completed with the vectorization of the area elements. Finally, in order toanalyze and evaluate the results of the method applied for each kind of images used (panchromatic and multi-spectral), were counted the total time taken for acquiring each type of the acquired object (punctual, linear and areal) and the amount of each of them. Then, to match the time unit was applied to the values a ‘simple rule of three’ and to obtain the percentage of the attained efficiency (considering efficiency as the shortest time necessary for the acquisition of each type of objects) was used a ‘percentage formula’. The results obtained showed that the use of multispectral images result in an average efficiency of about 36.7% higher when compared to the panchromatic images. However, closer examination revealed that not for all objects referenced in this project, the use of multispectral images is revealed as the most promising considering all the activities analyzed in this research.
