Revista Brasileira de Cartografia

Integrando Princípios da Gestalt na Cartografia: Avaliação da Usabilidade de Símbolos Pontuais para Mapeamento de Referência Multiescala

Wed, 13 Nov 2024 00:00:00 -0300

Os mapas topográficos têm evoluído de cartas analógicas para bancos de dados integrados, ágeis e interoperáveis. Contudo, a representação cartográfica multiescala e o ambiente ubíquo de consumo ainda requerem adaptações significativas. No Brasil, as normas cartográficas desatualizadas não acompanham essa integração de escalas. Este estudo focou na seleção, proposta e avaliação de símbolos pontuais para as escalas 1:10.000 e 1:25.000, que são correlacionados com símbolos na escala 1:2.000. Utilizando as Teorias da Gestalt, que destacam a percepção de objetos inteiros antes de suas partes, a pesquisa fundamentou a criação de símbolos que garantem clareza e eficácia perceptiva, independentemente da escala ou complexidade dos dados. A metodologia envolveu a colaboração dos usuários desde o início, aplicando um método formativo para criar representações gráficas baseadas em conceitos pré- definidos. Posteriormente, símbolos foram desenvolvidos e avaliados quanto à pregnância visual e influência no processo de leitura. Testes de Eleição e Seleção foram realizados usando dispositivos móveis e desktops para identificar as melhores opções de símbolos, seguidos de Testes de Tarefas de Leitura de Mapas em plataforma online, avaliando detecção, discriminação e reconhecimento. Os resultados revelaram que símbolos com maior pregnância são mais eficazes, sugerindo sua aplicabilidade em contextos multiescala. Este estudo demonstra a importância da aplicação da Gestalt na cartografia moderna, realçando todos os aspectos da usabilidade: eficácia, eficiência e satisfação, na comunicação cartográfica.

O Atlas Escolar Portuguez de 1897 de Ricardo Lüddecke: Análise e Influência Alemã

Cristiana Martinha — Mon, 28 Oct 2024 00:00:00 -0300

A História do Ensino da Geografia em Portugal ainda está incipientemente desenvolvida. O século XIX caracterizou-se por ser um século especialmente relevante para a cartografia escolar. Portugal tentou acompanhar esse desenvolvimento que se desenhava em vários países. É nesse contexto que a Direção Geral de Instrução Pública de Portugal encomenda à editora alemã Justus Perthes a elaboração do Atlas Escolar Portuguez (1897) de Richard Lüddecke, que teve duas edições. Deste modo, sendo um documento relevante para o conhecimento da história dos atlas escolares em Portugal, procedeu-se à sua análise bem como à sua comparação com o Deutscher Schulatlas (1895) do mesmo autor. Enquadramos esta análise com referências ao ensino da geografia e cartografia no século XIX em Portugal, bem como enquadramos esta produção do Atlas Escolar Portuguez no contexto internacional de produção de atlas escolares no século XIX. Desta análise destacamos que o atlas português de Lüddecke é muito semelhante à versão original alemã, embora procure introduzir algumas cartas específicas da realidade portuguesa, bem como procura colocar a Península Ibérica como território de comparação em vários mapas, o que na versão alemã também ocorre com o território alemão. Do ponto de vista internacional, este desenvolvimento de atlas escolares no século XIX está profundamente relacionado como o desenvolvimento dos estados-nação e com o colonialismo. A análise do Atlas Escolar Portuguez de Lüddecke é, assim, relevante para a história do ensino da geografia em Portugal e da cartografia escolar no contexto internacional.

Padrão Espacial de Ocorrência de Plantação de Mandioca na Amazônia Brasileira: a Região Oeste do Estado do Pará

Flávia Domingos Pacheco, Maria Isabel Sobral Escada, Anielli Rosane de Souza — Sun, 21 Apr 2024 00:00:00 -0300

Os principais sistemas de monitoramento do uso e cobertura da terra no Brasil não distinguem a agricultura de pequena escala, categoria que inclui áreas de plantação de mandioca na Amazônia. Gerar informações sobre a distribuição espacial desses sistemas historicamente invisibilizados é fundamental para o desenvolvimento de políticas que visem fortalecer essa economia. O objetivo deste trabalho é identificar áreas potenciais de ocorrência de plantação de mandioca em municípios do Oeste do Pará, com o uso de técnica de inferência geográfica fuzzy. A área de estudo corresponde aos municípios de Aveiro, Belterra, Santarém e Mojuí dos Campos. Foram utilizadas variáveis associadas a áreas de plantação de mandioca: proporção de área de vegetação secundária e de mosaicos de ocupação, proximidade de vilas e corpos d’água, presença de unidades de conservação de uso sustentável (UCUS) e de projetos de assentamento (PA). As variáveis foram inseridas em uma grade regular de células de 2 x 2 km e combinadas por meio do operador espacial fuzzy gamma. Os resultados indicaram um acerto de 70% na classificação de áreas de médio e alto potencial de ocorrência de plantação de mandioca. Essas áreas estão mais presentes no município de Santarém (58 – 81%), seguido por Mojuí dos Campos (11 – 14%), Aveiro (9 – 14%) e Belterra (9 – 10%). As áreas de plantação de mandioca concentram-se em áreas ribeirinhas. Nessas áreas também se localiza a maior parte das UCUS e dos PA. Esse método se mostrou robusto e pode ser replicado em períodos intracensitarios, apoiando a compreensão sobre a dinâmica e a distribuição espacial, importantes para políticas públicas.

Expansão da Soja na Região sudoeste do Pará: Explorando Conexões com a Infraestrutura Logística

Guilherme Ignácio Reis, Maria Isabel Sobral Escada, Jussara de Oliveira Ortiz — Mon, 09 Sep 2024 00:00:00 -0300

A partir do final da década de 1990, o cultivo da soja avançou do bioma cerrado para a Amazônia, impulsionado por investimentos governamentais e privados em infraestrutura, como o porto da Cargill em Santarém (2004) e a pavimentação da BR-163 no Pará. Nos municípios de Santarém, Belterra e Mojuí dos Campos, a área de cultivo de soja aumentou de 16 mil ha em 2004 para 75 mil ha em 2020, acompanhando melhorias na infraestrutura de transporte, um fator chave na expansão da soja. Este estudo objetiva caracterizar espacialmente as mudanças nas condições viárias e seu impacto no tempo de viagem das áreas de cultivo até o porto de Santarém entre 2004 e 2020, na região Oeste do Pará. O método incluiu a geração de uma superfície de atrito e a atribuição de velocidades diferenciadas para estimar o tempo de viagem, considerando uso do solo, condições e extensão das estradas e declividade. Os resultados mostraram um aumento significativo na extensão da rede de estradas, de 2.322 km para 5.114 km, e uma redução no tempo médio de viagem de 65 minutos no período seco e 92 minutos no período chuvoso. As maiores reduções no tempo de viagem ocorreram na porção sul da área de estudo, devido à abertura de novas vicinais conectadas à BR-163. No Planalto Santareno, onde houve maior expansão da soja, a redução no tempo de viagem foi menor, refletindo uma rede viária já consolidada em 2004.

Comparação entre Métodos de Mapeamento Topográfico de Cavernas Ferríferas: Estudo de Caso na Amazônia Brasileira

Tue, 19 Mar 2024 00:00:00 -0300

O cálculo dos parâmetros espeleométricos (projeção horizontal, desnível, área e volume) em meio ao mapeamento topográfico de cavernas é um requisito amparado por lei para a definição do grau da relevância de cavidades no Brasil. Dessa forma, o objetivo deste trabalho é a comparação do método expedito convencional (utilizando bússola, clinômetro, trena e GNSS) com a tecnologia de varredura a laser no que tange ao levantamento topográfico em uma população amostral de cavernas situadas na Província Espeleológica da Serra dos Carajás, Pará, Brasil. Assim, foi realizada inicialmente a análise estatística descritiva dos dados espeleométricos obtidos matematicamente pelo método de levantamento topográfico convencional de 1758 cavidades para definição do parâmetro espeleométrico mais relevante do ponto de vista de enquadramento de cavernas como de máxima relevância. A partir disso, foi calculado o parâmetro espeleométrico volume levantado via varredura a laser e comparado com o resultado obtido utilizando o método convencional. A varredura a laser trouxe maior rapidez e redução da exposição ao risco em campo na coleta de dados. Além disso, o levantamento topográfico com a varredura a laser é mais preciso e em 80% dos resultados apresentou o valor da variável volume inferior ao obtido por meio do levantamento convencional.

Semantic Alignment of Official and Collaborative Geospatial Data: A Case Study in Brazil

Adriana Alexandria Machado, Silvana Philippi Camboim — Wed, 15 May 2024 00:00:00 -0300

Geospatial data is crucial for sustainable development, but obtaining up-to-date and high-quality data is challenging in many regions, including Brazil. Collaborative mapping on platforms such as OpenStreetMap (OSM) has produced updated and open geospatial data, especially in urban areas, but its quality is heterogeneous. In addition, semantic interoperability is challenging when integrating OSM data with authoritative geospatial data. This article presents a procedure for semantic alignment between two conceptual models within a conflation process to elicit background knowledge for geospatial data integration. The first model is the Technical Specification for Structuring Vector Geospatial Data (ET-EDGV 3.0) in Brazilian Portuguese, and the second is the OSM model with tags mainly in English. The alignment produced a table combining the ET-EDGV classes, attributes, domains, and geometries with the OSM tags and elements. The semantic alignment was tested in two study areas to check the thematic accuracy of transportation data imported from OSM compared to the data in the reference database. The study found that the best percentage of segments correctly classified by alignment was for "highway=trunk" tags (98.27%) and "highway=primary" (98.20%), corresponding to road and highway segments, and for the "highway=residential" tag (76.20%), corresponding to sections of residential streets. The study also identified factors that may contribute to low accuracy rates, including ambiguous semantic descriptions and the need for local context analysis. This research contributes to adding collaborative data to the official mapping, a relevant alternative for updating and supplementing reference mapping that can be applied in other geographical contexts.

As Geometrias do Cadastro Ambiental Rural (CAR): Uma Proposta Metodológica para Análise e Remoção da Sobreposição de Imóveis Rurais Declarados na Base de Dados do CAR

Maíra Matias, Gisele Milare, Isabel Escada, Miguel Monteiro — Sat, 29 Jun 2024 00:00:00 -0300

A base de dados do Cadastro Ambiental Rural (CAR), de cadastro autodeclarado, tem sido utilizada para diversas finalidades, entre elas, estudos científicos. Entretanto, como a maior parte dos cadastros ainda não foi validada pelos órgãos ambientais competentes, esses dados podem apresentar inconsistências, tais como a sobreposição geométrica entre os imóveis rurais, o que dificulta sua utilização em Sistemas de Informação Geográfica (SIGs), principalmente em operações com maior exigência de ajustes topológicos. Com isso, o artigo apresenta uma proposta metodológica para analisar e remover os diferentes tipos de sobreposições existentes a partir dos dados brutos do Sistema Nacional de Cadastro Ambiental (SICAR). O ponto de partida é a classificação dos imóveis por tamanho, conforme o módulo fiscal do município. Após a remoção dos imóveis cancelados e das geometrias duplicadas, propõese a remoção de sobreposição de imóveis de classes distintas adotando a estratégia de se atribuir a área sobreposta a apenas uma das classes de imóveis, com base em uma hierarquia de classes. O artigo demonstra uma das possibilidades de atribuição de áreas, que prioriza a manutenção dos imóveis de assentamentos rurais, de povos e comunidades tradicionais e imóveis de menor área em detrimento dos de maiores áreas, como alternativa metodológica às estratégias de remoção de sobreposição que levam em consideração a segurança jurídica dos imóveis. Entretanto, a proposta metodológica é adaptável para diferentes contextos e finalidades acadêmicas. Ao final é apresentado um breve estudo de caso utilizando-se a metodologia para os imóveis declarados no município de São José dos Campos, SP.

Tecnologia de Geoinformação na Identificação de Lugares Ótimos para Lazer e Cultura em Divinópolis, MG: Uma Abordagem Didática

Ana Clara Mourão Moura, Tiago Badre Marino, Fernanda Carvalho Lopes — Tue, 30 Jan 2024 00:00:00 -0300

O trabalho utiliza a tecnologia de geoinformação como ferramenta para a análise das dinâmicas urbanas e suas particularidades na cidade de Divinópolis, localizada no centro-oeste do estado de Minas Gerais, de forma a compreender as potencialidades existentes no município para o estímulo ao desenvolvimento dos setores de lazer e cultura. Para tanto, parte da caracterização espacial na área municipal, seguida do detalhamento no recorte da mancha urbana, mapeando condições ambientais, culturais, históricas, econômicas e sociais, a fim de identificar possíveis carências e pontos de interesse para o desenvolvimento de propostas de requalificação urbana e revitalização dos espaços de uso público para a população. Inova no método de trabalho, pois aplica o roteiro: 1) caracterização segundo variáveis principais por geoprocessamento; 2) coleta de opinião cidadã por mapeamento voluntariado por VGI – Volunteered Geographic Information; 3) integração de variáveis por Análise de Multicritérios para análise técnica das áreas com potencialidade (indicação) e vulnerabilidade social (necessidade); 4) comparação do resultado da escuta cidadã com abordagem técnica de indicação de lugares ótimos; 5) escolha da área de projeto e desenvolvimento de proposta de desenho urbano. É, desta forma, uma contribuição metodológica para o ensino do papel do arquiteto urbanista ou geógrafo como um decodificador da vontade cidadã e orquestrador de análise técnica, seguido de atuação autoral no desenho de propostas. Desenvolvido no âmbito de atividades didáticas na EA-UFMG, é uma contribuição à formação do arquiteto-urbanista ou geógrafo.

Integração de Dados Geoespaciais e Alfanuméricos na Estruturação de um Banco de Dados para o Cadastro Urbano

Fri, 29 Nov 2024 00:00:00 -0300

Uma gestão municipal eficaz depende de uma estrutura de dados cadastrais metodicamente organizados e integrados. Os dados cadastrais são compostos por dados geoespaciais e alfanuméricos, que devem ser conectados em um banco de dados. Um problema recorrente é a falta de conexão entre esses dados contidos nos bancos de dados cadastrais, principalmente devido à ausência de uniformidade de cultura e política organizacional quanto à gestão e padronização de dados cadastrais em todas as instâncias. O objetivo deste trabalho é fornecer uma abordagem de melhoria para a lacuna da conexão entre os dados geoespaciais e alfanuméricos no banco de dados cadastrais. Os principais desafios técnicos encontrados dizem respeito à definição de semântica entre dados, formato e linguagem, que são alcançados a partir da interoperabilidade de dados. Nesse contexto, buscou-se apresentar soluções para estruturar um banco de dados cadastrais e foram aplicadas as interoperabilidades técnica, estrutural, semântica e sintática, utilizando dados cadastrais do município de Caruaru-PE. Como resultado desta pesquisa, apresenta-se uma estrutura de banco de dados cadastrais que possibilita a comunicação e compartilhamento de informações cadastrais do município.

Análise do Registro de Nuvens de Pontos Obtidas por SVLT e por VANT para Aplicação no Cadastro Territorial Multifinalitário

Mon, 22 Apr 2024 00:00:00 -0300

O Cadastro Territorial Multifinalitário (CTM) é um registro sistemático que abrange elementos físicos, jurídicos e econômicos das propriedades. Este registro serve como instrumento de gerenciamento para prefeituras, exigindo atualizações recorrentes. Historicamente, o cadastro tem sido documentado em planos bidimensionais, mas devido à complexidade dos centros urbanos, a adoção do cadastro tridimensional (3D), isto é, uma extensão do cadastro bidimensional que incorpora informações na dimensão vertical, torna-se crucial. Internacionalmente, países como Holanda, Bélgica, Reino unido, entre outros, são referências na adoção da tridimensionalidade para a gestão territorial. No Brasil, o sistema de cadastro carece de regulamentação relacionada a tridimensionalidade. Mas, a alta demanda pode impulsionar os municípios a se adaptarem ao uso desse registro. Neste estudo, propõe-se uma metodologia que combina a tecnologia LiDAR em plataforma terrestre com o levantamento por veículo aéreo não tripulado (VANT). O objetivo é criar uma única nuvem de pontos através do registro entre duas nuvens distintas, avaliando sua precisão para subsidiar o cadastro 3D. Para avaliar os dados, realizaram-se testes numéricos confrontando a precisão do mapeamento via nuvens LiDAR e VANT com medidas tomadas por equipamento topográfico. Os resultados indicam que a discrepância máxima entre o mapeamento e a referência é de 11 mm, indicando que a metodologia tem potencial contributivo no CTM e para realização do cadastro 3D. Adicionalmente, o sistema de varredura a laser gera um produto denominado neste trabalho de "documentação virtual", que pode ser integrado ao CTM para documentar o ambiente urbano e ser disponibilizado on-line para a população.

Densificação de RRCM a baixo custo e sem erros de centragem

Rovane Marcos de França , Ivandro Klein, Luis Augusto Koenig Veiga — Fri, 09 Aug 2024 00:00:00 -0300

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.

Monitoramento DETER em Áreas de Vegetação Não-Florestal na Amazônia Brasileira

Fri, 11 Oct 2024 00:00:00 -0300

Neste estudo apresentamos os primeiros resultados do projeto piloto da aplicação do Sistema de Detecção de Desmatamentos em Tempo Quase Real (DETER), inicialmente criado para o monitoramento de ecossistemas florestais (DETER Amazônia), recentemente estendido para monitorar uma área de ~280 mil km² de vegetação natural não florestal (NF) na Amazônia brasileira. O sistema emite dois tipos de alertas: 1) alertas de supressão de NF, classificados em três categorias (supressão com solo exposto, supressão com área cultivada e supressão por mineração) e 2) cicatrizes de queimadas; com base em uma metodologia adaptada para esse tipo de vegetação a partir do DETER Amazônia e imagens de baixa resolução espacial (64 m), porém de alta resolução temporal (dois ou três dias para avaliar todo o bioma). O período do projeto piloto foi de agosto de 2022 a julho de 2023, com uma área total de alertas de supressão de 575,22 km², predominantemente composta pela classe de supressão de NF com solo exposto, e 8.036,99 km² de área de cicatrizes de queimadas. A maioria dos alertas de supressão de NF ocorreu nos estados de Roraima, Mato Grosso, Rondônia e Pará. Além desses, Amazonas e Amapá também se destacaram entre os estados com maior área de alertas para cicatrizes de queimadas. As savanas foram as fitofisionomias não florestais mais afetadas, com 5.037 km² (6,5%) de sua área atingida por supressão e fogo. A análise comparativa com outros sistemas de monitoramento na Amazônia demonstrou a eficácia do DETER NF para monitorar áreas não florestais no bioma.

Comparing the Segment Anything Model with Region Growing Algorithms in the detection of irrigated croplands

Wed, 23 Oct 2024 00:00:00 -0300

The advance of remote sensing and geotechnologies has helped to solve agricultural-related problems, especially those connected to management practices such as irrigation. Image segmentation techniques, for example, bring the possibility of identifying areas and borders of irrigated croplands,a factor that can enhance monitoring and yield estimates. In this research field, a recent innovation is the Segment Anything Model (SAM) algorithm. Thus, this study aimed to compare SAM with two well-known remote sensing image segmentation algorithms, Region Growing and Baatz-Schape, in order to delineate irrigated agricultural lands in the Brazilian semiarid region. The findings indicate that SAM has the potential to generate homogeneous segments when examining such lands. However, it requires refinements in order to distinguish fields with varying crops and to improve the high computational cost of SAM, especially for big data. Additionally, the choice and testing of parameters are crucial for the optimal performance of segmentation algorithms.

Historical and recent deforestation patterns in the Atlantic Forest from satellite monitoring system - PRODES

Mon, 30 Sep 2024 00:00:00 -0300

The Atlantic Forest (AF) is a critical biodiversity hotspot and the second most deforested Brazilian biome proportional to its original area of natural vegetation. This work presents an exploratory spatial analysis of deforestation patterns from 1984 to 2022, using PRODES-MA data by the Brazilian Satellite Monitoring Program for the AF. During this period, 789600.587 km² of natural vegetation were deforested, being the majority (82%) of the 1309387 polygons with areas smaller than 0.199 km². A ranking of phytophysiognomies most affected by deforestation was provided based on the analysis of the following data: 2000 base map, historical series from 2004 to 2021, the 2022 deforestation map. The output shows that, Seasonal Semideciduous Forest accounted for 44%; 26%; and 28% respectively in 2000, within 2004 – 2021 and in 2022. Kernel density maps revealed deforestation concentration in 2022 in four regions: Bahia (BA), Minas Gerais (MG), Paraná (PR), and Santa Catarina (SC), mostly persistent throughout the historical series. Furthemore, spatial dependence analysis of deforestation by municipalities indicated positive autocorrelation and clusters consistent with density analysis. These regions with higher deforestation intensity are related to economic activities of some municipalities and their neighbors. Even though deforestation data from the PRODES-MA system are widely available, spatiotemporal analysis of its distribution highlighted priority areas useful for managing and planning conservation and recovery policies for AF.

Classificação Supervisionada de Áreas Queimadas do Cerrado Utilizando Atributos Espectrais Provenientes de Séries Temporais do Sensor WFI

Tue, 12 Nov 2024 00:00:00 -0300

O Cerrado evoluiu sob a presença natural do fogo, contudo, incêndios de origem antrópica colocam em risco a conservação dos ecossistemas desse bioma, pois são mais intensos, difusos e frequentes. O monitoramento de eventos relacionados ao fogo é fundamental enquanto um instrumento de gestão ambiental. Considerando tecnologias e aplicações de sensoriamento remoto, destacam-se dois produtos principais de estudos do fogo: focos de calor (ou fogo ativo) e áreas queimadas. O objetivo deste artigo é analisar a viabilidade da utilização de séries temporais de imagens do sensor WFI (Wide Field Imaging Camera), que imageia nas bandas do visível e do infravermelho próximo, a bordo dos satélites CBERS-4, CBERS-4A e AMAZONIA-1, no mapeamento de áreas queimadas dos anos de 2020, 2021 e 2022 do Parque Nacional da Chapada dos Veadeiros, utilizando o Random Forest, algoritmo de classificação supervisionada. A série temporal é composta por 235 imagens que foram integradas em uma grade regular, resultando em seis conjuntos de dados independentes (banda do NIR e os índices espectrais BAI, EVI, GEMI, NDVI e NDWI) para treinamento, validação e teste. De forma geral, o NDVI apresentou as menores acurácias, e entre os datasets anuais, 2021 teve o melhor desempenho, seguido por 2020. Generalizações, conduzidas em datasets anuais aplicando-se os modelos multitemporais, isto é, treinados com amostras dos três anos, retornaram IoUs superiores a 70% em 2020 (exceto o EVI e o NDVI) e 2021 (exceto o NDVI) e superiores a 60% em 2022 (exceto o NDVI).

A Evolução da Acurácia das coleções do MapBiomas para a Paisagem Altamente Fragmentada de São Paulo

Nadinne Fernandes de Oliveira, Eduardo Moraes Arraut — Wed, 11 Sep 2024 00:00:00 -0300

A avaliação da acurácia de mapeamentos da cobertura da terra é essencial para os usos científico, prático e político dos mapas. No Brasil, o projeto MapBiomas vem mapeando anualmente a cobertura da terra em todo o território via classificação automática de imagens Landsat de média resolução espacial (30 m) desde 1985. Cada nova versão do algoritmo de classificação gera uma nova coleção de mapas que são sujeitos a uma avaliação da acurácia em nível nacional. Entretanto, é cada vez mais frequente o uso do MapBiomas para estudos regionais, municipais ou locais para os quais a avaliação da acurácia em nível nacional da não é adequada. Aqui avaliamos a acurácia e a evolução da acurácia das principais categorias de cobertura do MapBiomas para o estado de São Paulo (SP), o mais urbanizado do país e objeto de muitos estudos e políticas públicas relacionadas à cobertura da terra. Analisamos as coleções 3.1, 4.1, 5.0, 6.0 e 7.0 para o ano de 2017, o mais recente com coincidência de classes em todas as coleções, considerando as classes: Formação Florestal, Floresta Plantada, Pastagem, Cana de Açúcar, Infraestrutura Urbana e Rio, Lago e Oceano. A acurácia global teve seu menor valor na coleção 4.1 e maior na 7.0. As acurácias do produtor (AP) e do usuário melhoraram da coleção 3.0 para a 7.0, com exceção das AP para Floresta Plantada, que praticamente permaneceu inalterada, e de Infraestrutura Urbana que vem mostrando tendência de piora ao longo das coleções, atingindo o seu menor valor na 7.0

Assessment of Water Spectral Indices Using a Landsat-9 scene: a Case Study in a Semi-arid Region

Juarez Antonio da Silva Júnior — Tue, 06 Aug 2024 00:00:00 -0300

Spectral indices for detecting surface water bodies play a crucial role in environmental studies, on the other hand, these indices behave differently depending on the study site or the bands used. Therefore, this study proposed an evaluation of the performance of spectral indices in detecting surface water, using a scene from the Landsat-9 satellite and implementing a new index called NIR-Green Water Index (NGWI). After a visual inspection, positive performance was found in all indices in the detection of surface water, especially those formulated using the green band, such as the Normalized Difference Water Index (NDWI), (NGWI) and Water Ratio Index (WRI). During the Pearson correlation and Separability Index analysis between the "Water" and "Non-water" classes, the Automated Water Extraction Index (AWEI) demonstrated the highest average separability, reaching 1.24, and the lowest correlation, with 0.15, which places it as the index with the best detection estimates. The NGWI stood out especially when compared to other indices, showing a moderate behavior with an average separability of 1.15, surpassing the WRI (1.12) and the MNDWI (1.13), in addition to an average Pearson correlation of 0.17, just behind AWEI (0.16) and WRI (0.15). Although all the indices mentioned have demonstrated usefulness in water detection, it was observed that more complex indices, with a more elaborate formulation and less sensitivity to shadows, such as AWEI, produced results comparable to simpler indices, such as NDWI and MNDWI.

Processamento de Imagens dos Satélites Brasileiros CBERS-4 e CBERS-4A para Respostas Rápidas a Desastres

Brenda Oliveira Rocha, Thales Sehn Körting , Laercio Massaru Namikawa — Fri, 30 Aug 2024 00:00:00 -0300

As imagens de satélite podem contribuir para a identificação e análise das áreas afetadas por desastres naturais, através da utilização de técnicas de Processamento Digital de Imagens (PDI) que ressaltam áreas de interesse. O International Charter “Space and Major Disasters” é a principal cooperação mundial entre agências espaciais para o fornecimento gratuito de dados de emergência e conta com o Brasil no processo de resposta aos chamados. Dando importância para as solicitações de emergência, a presente pesquisa propõe a utilização dos satélites brasileiros para sistematizar técnicas de PDI como auxílio à gestão de desastres do tipo deslizamentos de terra e inundações regionais. Apresentamos dois casos de estudo: os deslizamentos em Petrópolis (RJ), ocorridos em 2022, e as inundações regionais em três províncias do Paquistão, de 2022. A mineração de dados realizada com o apoio do algoritmo Random Forest (RF) foi adotada para extrair os principais atributos que posteriormente foram combinados no espaço de cores RGB para a identificação rápida das áreas atingidas. A composição de cores proposta para Petrópolis foi baseada na seleção de uma componente principal, índice de vegetação e componente matiz da transformação de cores IHS, com uma Acurácia Global (AG) de 81,82%, obtida a partir dos dados do MUX/CBERS-4A. A composição sugerida para o Paquistão foi baseada na seleção da banda NIR e da primeira e segunda componente principal, com uma AG de 88,33%, utilizando imagens do WFI/CBERS-4. Todas as áreas de interesse puderam ser evidenciadas com bom êxito a partir das composições sugeridas.

Registro Automático de Nuvens de Pontos 3D e Refinamento Global de Poses – Contribuições para o Mapeamento e Localização Simultâneo (SLAM)

Rubens Antonio Leite Benevides, Daniel Rodrigues dos Santos, Nadisson Luis Pavan — Tue, 05 Mar 2024 00:00:00 -0300

O registro de nuvens de pontos 3D e o refinamento global de poses são dois problemas fundamentais ao realizar o Mapeamento e Localização Simultâneos (Simultaneous Localization and Mapping - SLAM) com sensores LIDAR. O registro de nuvens consiste em encontrar transformações de coordenadas que sobrepõem localmente pares de nuvens de pontos, chamadas poses relativas. Para referenciar várias nuvens em uma origem global, várias poses relativas precisam ser compostas multiplicativamente em poses absolutas ao longo da trajetória do sensor, como as poses relativas nunca estão isentas de erros, um problema ainda mais geral surge, a deriva (drift) da trajetória do sensor. Para tratar este problema se utilizam Modelos de Refinamento Global (MRG), que refinam simultaneamente todas as poses de uma trajetória. Neste contexto, propõe-se aqui duas contribuições, a primeira, é um método de registro de pares de nuvens de pontos que integra o Fast Global Registration (FGR) e o Generalized Iterative Closest Point (GICP) em uma abordagem multicaminho e em multiescala. Para isto, cada nuvem de um dataset é registrada nas 3 posteriores, criando um grafo de poses, e cada par é sucessivamente registrado em abordagem coarse-to-fine. A segunda contribuição, se trata de um MRG linear e fechado capaz de refinar todas as poses de um circuito, sem necessidade de iterações ou definição de parâmetros. Para isto, as rotações das poses são mapeadas em quatérnios e interpoladas por meio da técnica Spherical Linear Interpolation (SLERP). Em seguida outra otimização linear baseada no modelo LUM-3D é aplicada. A combinação dos modelos foi testada em dois datasets distintos, um com sete nuvens de pontos obtidas por Laser Scanner Terrestre (LST) e outro com 901 nuvens obtidas por Laser Scaner Móvel (LSM). Em ambos, os modelos foram capazes de reconstruir totalmente os datasets e reduzir significativamente os erros de registro e deriva.

Generation of a Digital Terrain Model (DTM) Fusioning WV-2 Images and RTK-derived Topobathymetric Data

Tue, 20 Feb 2024 00:00:00 -0300

Digital terrain models (DTMs) are digital elevation models (DEMs) that represent the bare ground surface. They are created by multiple sources, including satellite remote sensing, aerial photography, and ground-based surveys, and are often combined with other data sources to create highly detailed models. As the demand for accurate and detailed information about the Earth's surface continues to grow, DTMs have become an increasingly important tool for researchers in different fields. This study aims to create a DTM with a spatial resolution of 0.50 m for São Caetano do Sul, São Paulo, Brazil, integrated with a topobathymetric map of three water courses running along the borders of the study area. For the conventional DTM generation, a WV-2 stereo pair was used. A total of 55 ground control points (GCPs) were collected using the GNSS-RTK method, being 60% used for model building and 40% employed for validation. The topobathymetric survey was accomplished using a GNSS-RTK device placed along the analyzed open streams. For validation purposes, we used bias and MAE metrics. Overall, the methodology presented in this article provides a useful approach for generating high-resolution DTMs that can be used in a range of applications, especially in urban hydrodynamic studies.

Delimitação de Áreas de Preservação Permanente em Cursos D’água para Fins de Gestão no Estado do Rio Grande Do Sul: uma Abordagem Indireta com Técnicas de Hidrologia e Geoprocessamento

Tue, 05 Mar 2024 00:00:00 -0300

O objetivo do trabalho é propor um modelo de regressão para delimitar as Áreas de Preservação Permanente (APPs) das faixas marginais dos cursos de água para as bacias hidrográficas do Rio Grande do Sul a partir de técnicas de hidrologia e geoprocessamento. A metodologia consiste em determinar uma equação de regressão relacionando a largura média dos cursos d’água com a área de drenagem e, a partir da equação gerada, estimar uma aproximação para o tamanho das APPs dos cursos d’água com softwares de geoprocessamento. Foi possível ajustar e validar um modelo de regressão que delimitou a largura das APPs das faixas marginais de todos os cursos hídricos do RS. A avaliação indica que a metodologia possui rápido processamento e é válida para estudos em escala de âmbito regional, como, por exemplo, em estudos de planejamento de bacias hidrográficas. O cruzamento das APPs geradas pela equação em uma bacia hidrográfica com o mapa de uso e ocupação do solo permitiu quantificar a proporção das APPs com usos adequados e inadequados, sendo uma ferramenta válida para fins de diagnóstico da situação dos recursos hídricos. Limitações intrínsecas da acurácia posicional da Base Cartográfica do Rio Grande do Sul em escala de 1:25.000, do modelo de regressão e erros oriundos do processamento são os fatores limitantes da metodologia quanto à acurácia das APPs delimitadas. Dessa forma, o método apresentado deve ser utilizado com ressalvas em situações localizadas ou para estudos e processos que exijam valores precisos.

Revisitando o variograma e covariância

Rogers Ademir Drunn Pereira, Carlito Vieira de Moraes, Luis Carlos Timm — Wed, 17 Jan 2024 00:00:00 -0300

Este trabalho revisa as funções covariância empírica (CE) e o variograma (VAR), associadas a Colocação por Mínimos Quadrados (CMQ) e a Krigagem, respectivamente. O texto almeja facilitar o aprendizado da técnica aos interessados e chamar a atenção para questões específicas relacionadas às projeções cartográficas. A CMQ e a krigagem são técnicas adotadas nas geociências para análise, predição e interpolação/extrapolação de dados. A sua aplicação adequada pode ser entendida em duas etapas principais: 1) a criação de mais de uma função, CE ou VAR, dependendo do modo como ela foi construída, e 2) o ajustamento dessa função, usualmente adotando o Método dos Mínimos Quadrados (MMQ) para fazer a predição. Este trabalho está concentrado nas funções CE e VAR de modo a recuperar suas definições mais originais com exemplos confeccionados pelos autores. Como aplicação, apresenta diferenças construtivas das CE e VAR geradas partir de coordenadas curvilíneas dos Sistemas Geodésicos de Referência e coordenadas dos Sistemas Projetivos. A exposição dos coeficientes ajustados pelo MMQ torna evidente as diferentes respostas. Por último, sugere cuidados importantes na utilização destas funções a partir de sistemas projetivos.

Estimativa e análise da aceleração horizontal em séries temporais do posicionamento pelo GNSS em estações de monitoramento contínuo

Tue, 27 Aug 2024 00:00:00 -0300

As séries de coordenadas oriundas de estações GNSS (Global Navigation Satellite System) são utilizadas para diversas finalidades, como na estimação de modelos de velocidades, aplicados na atualização temporal de coordenadas para uma época de referência. Entretanto, o deslocamento horizontal pode não ser descrito por um modelo linear com velocidade constante ao longo do tempo. Propomos incluir a aceleração horizontal na modelagem das séries de coordenadas de estações GNSS de monitoramento contínuo. Analisamos as séries de componentes horizontais (Este e Norte) de estações no Brasil (BRAZ, BELE, UFPR), Chile (CLL1, QLAP) e Japão (MIZU) com modelagem linear (polinômio de grau 1) e não linear (polinômio de grau 2). Para comparação dos modelos, foram feitas atualizações para uma época de referência. A inclusão da aceleração melhora significativamente os resultados para as estações do Chile (132 mm absolutos e 83% relativos) e Japão (556 mm absolutos e 82% relativos), próximas à borda de placas tectônicas. Mesmo para estações no Brasil, a inclusão da aceleração pode melhorar significativamente (≈10 mm absolutos e ≈92% relativos) a atualização temporal de coordenadas. Recomendamos a modelagem não linear na próxima realização do Sistema Geodésico Brasileiro, seguindo a tendência das últimas realizações do ITRF (International Terrestrial Reference Frame). Esta conclusão também se aplica ao monitoramento de grandes estruturas por longos períodos.