Densificação de RRCM a baixo custo e sem erros de centragem
Conteúdo do artigo principal
Resumo
Em locais onde o posicionamento GNSS (Global Navigation Satellite System) não é adequado, como cânions urbanos, a densificação de redes de referência é realizada por medições de ângulos e distâncias com estação total. Uma das maiores fontes de erro neste sentido é o erro de centragem do ponto de estação e do prisma refletor nos pontos visados. Recentemente, França, Klein e Veiga (2023) propuseram o método das múltiplas estações livres (multiple free station – MFS), que elimina completamente os erros de centragem e reduz significativamente o número de medições, fornecendo melhor precisão e maior produtividade do que métodos convencionais, como triangulateração e poligonação. Neste trabalho, aplicamos pela primeira vez o MFS em um problema real de densificação de redes e mostramos que o MFS atende a todos os critérios técnicos previstos na norma técnica NBR14166/2022, que trata da Rede de Referência Cadastral Municipal (RRCM). Analisamos ainda o referido método para o caso 3D com a inclusão da componente altimétrica, ao contrário de França, Klein e Veiga (2023) onde apenas o posicionamento horizontal foi considerado. Além disso, desenvolvemos, testamos e validamos um novo alvo refletor 360° de baixo custo, que reduz significativamente os custos com prismas refletores 360°. Por fim, mostramos que o MFS pode ser aplicado com as observações reais em qualquer software de ajustamento pelo método dos mínimos quadrados, sem a implementação e propagação das covariâncias das observações virtuais ou indiretas. Os desvios-padrões dos vértices apresentaram valor médio e máximo de 4,1 mm e 4,7 mm em planimetria e 5,7 mm e 7,6 mm em altimetria. Desta forma, considerando os aspectos de precisão, produtividade e baixo-custo aqui demonstrados, propomos a aplicação do MFS para os municípios que ainda não dispõem de RRCM com densidade compatível com a recente NBR14166/2022.
Downloads
Métricas
Detalhes do artigo
Este trabalho está licenciado sob uma licença Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Autores que publicam nesta revista concordam com os seguintes termos:
- Autores mantém os direitos autorais e concedem à revista o direito de primeira publicação, com o trabalho simultaneamente licenciado sob a Licença Creative Commons Atribuição que permite o compartilhamento do trabalho com reconhecimento da autoria e publicação inicial nesta revista.
- Autores têm autorização para assumir contratos adicionais separadamente, para distribuição não-exclusiva da versão do trabalho publicada nesta revista (ex.: publicar em repositório institucional ou como capítulo de livro), com reconhecimento de autoria e publicação inicial nesta revista.
- Autores têm permissão e são estimulados a publicar e distribuir seu trabalho online (ex.: em repositórios institucionais ou na sua página pessoal) a qualquer ponto antes ou durante o processo editorial, já que isso pode gerar alterações produtivas, bem como aumentar o impacto e a citação do trabalho publicado (veja "O Efeito do Acesso Aberto").
Referências
ALBAYRAK, M. Assessment of global gravity models in coastal zones: A case study using astrogeodetic vertical deflections in İstanbul. 2020. 194p. Tese. Fen Bilimleri Enstitüsü, İstanbul Teknik Üniversitesi, Istambul, 2020. Disponível em: https://tez.yok.gov.tr/UlusalTezMerkezi/tezSorguSonucYeni.jsp Acesso em: 07 abr. 2023.
ABNT. Associação Brasileira de Normas Técnicas. NBR 14166: Rede de Referência Cadastral Municipal - Procedimento. Rio de Janeiro, 2022.
AWANGE, J. Partial Procrustes Solution of the Threedimensional Orientation Problem from GPS/LPS Observations. In: GRAFAREND, E. W.; KRUMM, F. W.; SCHWARZE, V. S. Geodesy - The Challenge of the 3rd Millennium, Berlin, Heidelberg: Springer, 2019. pp 277-286. https://doi.org/10.1007/978-3-662-05296-9_28.
BASELGA, S.; OLSEN, M. J. Approximations, errors, and misconceptions in the use of map projections. Mathematical Problems in Engineering, 1-12, 2021. https://doi.org/10.1155/2021/1094602
BAGHERBANDI, M. et al. Physical and Geometric Effects on the Classical Geodetic Observations in Small-Scale Control Networks. Journal of Surveying Engineering, 149(1), 2023. https://doi.org/10.1061/(ASCE)SU.1943-5428.0000407
CABRAL, C. R.; HASENACK, M.; BOSCATTO, F. Estação-livre. Florianópolis: Publicação do IFSC, 2018. Disponível em http://sites.florianopolis.ifsc.edu.br/agrimensura/livro-digital-estacao-livre/ Acesso em: 23 maio 2023.
CABRAL, C. R.; HASENACK, M. Poligonais. 2ª Edição. Florianópolis: Publicação do IFSC, 2018. Disponível em http://sites.florianopolis.ifsc.edu.br/agrimensura/livro-digital-poligonais/ Acesso em: 23 maio 2023.
CABRAL, C. R. et al. O método do alinhamento para a densificação de rede de referência cadastral municipal – RRCM. Revista Brasileira de Geomática, 11(1), 2023. https://doi.org/10.3895/rbgeo.v11n1.15647
CG CONSULTING. Adjust versão 7.1.1. 1995. Disponível em https://wilkesbarre.psu.edu/academics/surveying/free-tools Acesso em: 10 dez. 2020.
ĆMIELEWSKI, K. et al. Laser plummet testing with the use of the optoelectronic elements. Reports on Geodesy. z. 1/90. 93-100, 2011.
FEATHERSTONE, W. E. The use and abuse of the vertical defletions. In: Sixth South East Asian Surveyors’ Congress Fremantle, 6, 1999. Western. pp. 1-12. 1999. Disponível em: http://www.earthsurvey.us/deflecge/Featherstone.pdf. Acesso em: 12 abr. 2023.
FRANÇA, R. M. Redes geodésicas horizontais em áreas urbanas: uma nova proposta para a densificação. Tese (Doutorado). Programa de Pós-Graduação em Ciências Geodésicas, Universidade Federal do Paraná, Curitiba, 2023. 117p.
FRANÇA, R. M. Elipses relativas a partir da MVC do Adjust. Python Code. 2022. Disponível em https://colab.research.google.com/drive/1Xaex8XnFv_kpZUOJ9TdQ0qck0b3H6vuR?usp=sharing Acesso em: 24 maio 2023.
FRANÇA R. M.; et al. Princípios de geodésia elementar. 2ª Edição. Florianópolis: Publicação do IFSC, 2022. Disponível em http://sites.florianopolis.ifsc.edu.br/agrimensura/livro-digital-principios-de-geodesia-elementar/ Acesso em: 23 maio 2023.
FRANÇA, R. M.; KLEIN, I.; VEIGA L. A. K. The influence of the deflection of the vertical on geodetic surveys in Brazil. Boletim de Ciências Geodésicas, 27(spe), 2021. https://doi.org/10.1590/s1982-21702021000s00020
FRANÇA, R. M.; KLEIN, I.; VEIGA L. A. K. Quality of the deflection of the vertical obtained from global geopotential models in horizontal geodetic positioning. Applied Geomatics, 14, 795–810, 2022. https://doi.org/10.1007/s12518-022-00473-9
FRANÇA, R. M.; KLEIN, I.; VEIGA L. A. K. Horizontal reference networks densification by multiple free stations. Journal of Surveying Engineering, 149(4), 2023. https://doi.org/10.1061/JSUED2.SUENG-1461
GARCÍA-BALBOA, J.L., et al. A Field Procedure for the Assessment of the Centring Uncertainty of Geodetic and Surveying Instruments. Sensors. 18(10), 3187, 2018. https://doi.org/10.3390/s18103187.
GHILANI, C. D. Adjustment Computations: Spatial Data Analysis. 6ª ed. New York: John Wiley & Sons, 2017. 695 p.
GRUSZCZYŃSKI, W. Method for precise determination of eccentric instrument set-ups, Survey Review, 47:342, 185-194, 2015. https://doi.org/10.1179/1752270614Y.0000000108
HASENACK, M. A Cartografia Cadastral no Brasil. Tese (Doutorado). Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Civil, Universidade Federal de Santa Catarina, Florianópolis, 2013. 201p.
HIRT, C.; SEEBER, G. Accuracy analysis of vertical deflection data observed with the Hannover Digital Zenith Camera System TZK2-D. Journal of Geodesy, 82, 347–356, 2008. https://doi.org/10.1007/s00190-007-0184-7
ICGEM. International Centre for Global Earth Models. Calculation of Gravity Field Functionals. Disponível em: http://icgem.gfz-potsdam.de/calcpoints Acesso em: 18 abr. 2023.
KLEIN, I. et al. Rede de referência municipal para estações-livres: uma proposta de baixo custo e de grande abrangência. Revista Brasileira de Cartografia, 69, 519-533, 2017. https://doi.org/10.14393/rbcv69n3-44346
KLEIN, I.; LIMA, A. P. B. Estudos iniciais sobre a incerteza posicional dos vértices de imóveis urbanos a luz do SINTER. In: Anais do XIII COBRAC, Florianópolis 21-24 Out, 2018.
KLEIN, I.; CABRAL, C. R.; HASENACK, M. A nova versão da NBR14166/2022: Principais aspectos e recomendações. In: Anais do XV COBRAC, Florianópolis 7-9 Nov, 2022.
KLEIN, I. Agrimensura em ação: implantação de vértices superiores para rede de referência municipal. Revista Caderneta de Agrimensura, 1, 19-20, 2022.
KLEIN, I. HASENACK, M. Ainda necessitamos de redes densificadas ao nível local?! In: Anais do XII SAPGU, Porto Alegre, 06-10 Nov, 2023. ISBN: 978-65-5973-335-4
LAMBROU, Ε.; NIKOLITSAS, K. Detecting the centring error of geodetic instruments over a ground mark through a tribrach-based optical plummet. Applied Geomatics 9, 237–245, 2017. https://doi.org/10.1007/s12518-017-0197-8
LIMA, A. P. B. Avaliação do método da estação livre para a densificação de uma rede de referência cadastral municipal. Dissertação (Mestrado). Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Transportes e Gestão Territorial, Universidade Federal de Santa Catarina, Florianópolis, 2020. 91p.
LI, S.; YANG, R.; ZHAN, X. Characterization of multi-band GNSS multipath in urban canyons using the 3D ray-tracing method. GPS Solutions, 28(49), 2024. https://doi.org/10.1007/s10291-023-01590-7
OSADA, E.; WESOŁOWSKA, M. O.; SOŚNICA, K. (2019) Gauss–Helmert Model for Total Station Positioning Directly in Geocentric Reference Frame Including GNSS Reference Points and Vertical Direction from Earth Gravity Model. Journal of Surveying Engineering, 145(4), 04019013, 2019. https://doi.org/10.1061/(ASCE)SU.1943-5428.0000287
RUIZ-ARMENTEROS A. M.; et al. Contribution of instrument centring to the uncertainty of a horizontal angle. Survey Review, 45:331, 305-314, 2013. https://doi.org/10.1179/1752270613Y.0000000041
SANTANA, L.; ALVES, J.L.; SABINO NETTO, A.C.; MERLINI, C. Estudo comparativo entre PETG e PLA para Impressão 3D através de caracterização térmica, química e mecânica. Revista Matéria, v.23, n.4, 2018. https://doi.org/10.1590/S1517-707620180004.0601.
SEEBER, G. Satellite Geodesy: foundations, methods, and applications. 2ª ed. Berlin: Ed. Walter de Gruyter, 2003. 589 p. ISBN: 9783110175493. https://doi.org/10.1515/9783110200089.
TRIMBLE. Trimble SX10/SX12 Scanning Total Station In-Field Calibration Guide. Sunnyvale, CA, USA, 2021. Disponível em: http://trl.trimble.com/docushare/dsweb/Get/Document- 966380/SX10SX12_ InField_ Calibration_Guide_FINAL2.pdf Acesso em: 23 maio 2023.
WIGGERS, D.; FAGGION, P. L.; DA CRUZ, W. Análise do Índice de Refração Vertical no Monitoramento de Barragens: Estudo de Caso UHE Governador Jayme Canet Junior. Anuário do Instituto de Geociências, v. 43, n. 3, p. 303-312, 2020. http://doi.org/10.11137/2020_3_303_312