Avaliação metrológica de modelos digitais de elevação obtidos por veículo aéreo não tripulado, aplicados a estudos de processos erosivos do solo
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Data de Publicação: | 2018 |
Tipo de documento: | Dissertação |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Repositório Institucional da UFLA |
Texto Completo: | http://repositorio.ufla.br/jspui/handle/1/30855 |
Resumo: | The use of aero photogrammetry surveys using unmanned aerial vehicle (UAV) and Structure From Motion (SfM) techniques has been presented as a major advance for studies of the dynamics of soil erosive processes by comparing multitemporal series of digital elevation model (DEM) and orthophoto mosaics. The estimation of erosion and deposition volumes by comparison of DEMs can be done by means of altimetric changes detection, called Goemorphic Change Detection. In this case, knowledge of the uncertai nties associated with each digital elevation model (DEM), as well as the propagation of errors for its proper use, is of paramount importance. This study aim was to assess the spatial resolution and the altimetric accuracy of digital elevation models obtai ned from different aerial photogrammetric survey configurations with UAV and validated by topography and geodesy techniques, and comparisons between replicates of DEMs obtained before and after the execution of controlled excavations. We performed flights of 15 m up to 100 m and obtained DEMs of Ground Sample Distance (GSD) from 1 cm to 8 cm and an altimetric error of the order of 1 cm to 14 cm. The results of the comparison between replicates of the DEMs, before and after the excavation, presented volumetric discrepancies of 0.1 m3 to 8 m³, called "inclusion errors" and percentages of 64% to 100% of omission in the detection of the controlled excavations. The second part of this study aimed to evaluate a series of four DEMs obtained over a year to monitor erosive processes in an area of gully and gully and its correlation with rainfall accumulated during the study period. Therefore, it were obtained DEMs of GSD of 10 cm with centimetric order accuracy were obtained; it was also possible to detect erosion and deposition events of the order of 2 m³ in furrows and gullies in the initial stage and events of the order of 100 m³ in gullies at an advanced stage. It were obtained DEMs of GSD of 10 and altimetric accuracy of centimeter order; it was also possible to detect erosion and deposition events of the order of 2 m³ in furrows and gullies in the initial stage and events of the order of 100 m³ in gullies at an advanced stage. |
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Avaliação metrológica de modelos digitais de elevação obtidos por veículo aéreo não tripulado, aplicados a estudos de processos erosivos do soloModelos digitais de elevaçãoLevantamentos aerofotogramétricosStructure from motionErosão hídricaGoemorphic change detectionDigital elevation modelsAerophotogrammetric surveysWater erosionMetrologia, Técnicas Gerais de Laboratório, Sistema de InstrumentaçãoThe use of aero photogrammetry surveys using unmanned aerial vehicle (UAV) and Structure From Motion (SfM) techniques has been presented as a major advance for studies of the dynamics of soil erosive processes by comparing multitemporal series of digital elevation model (DEM) and orthophoto mosaics. The estimation of erosion and deposition volumes by comparison of DEMs can be done by means of altimetric changes detection, called Goemorphic Change Detection. In this case, knowledge of the uncertai nties associated with each digital elevation model (DEM), as well as the propagation of errors for its proper use, is of paramount importance. This study aim was to assess the spatial resolution and the altimetric accuracy of digital elevation models obtai ned from different aerial photogrammetric survey configurations with UAV and validated by topography and geodesy techniques, and comparisons between replicates of DEMs obtained before and after the execution of controlled excavations. We performed flights of 15 m up to 100 m and obtained DEMs of Ground Sample Distance (GSD) from 1 cm to 8 cm and an altimetric error of the order of 1 cm to 14 cm. The results of the comparison between replicates of the DEMs, before and after the excavation, presented volumetric discrepancies of 0.1 m3 to 8 m³, called "inclusion errors" and percentages of 64% to 100% of omission in the detection of the controlled excavations. The second part of this study aimed to evaluate a series of four DEMs obtained over a year to monitor erosive processes in an area of gully and gully and its correlation with rainfall accumulated during the study period. Therefore, it were obtained DEMs of GSD of 10 cm with centimetric order accuracy were obtained; it was also possible to detect erosion and deposition events of the order of 2 m³ in furrows and gullies in the initial stage and events of the order of 100 m³ in gullies at an advanced stage. It were obtained DEMs of GSD of 10 and altimetric accuracy of centimeter order; it was also possible to detect erosion and deposition events of the order of 2 m³ in furrows and gullies in the initial stage and events of the order of 100 m³ in gullies at an advanced stage.O uso de levantamentos aerofotogramétricos utilizando Veículo Aéreo não Tripulado (VANT) e técnicas baseadas em Structure From Motion (SfM) vem se apresentando como um grande avanço para estudos da dinâmica de processos erosivos do solo por meio de comparação de séries multitemporais de modelos digitais de elevação (MDE) e ortomosaicos. A estimativa de volumes de erosão e deposição por comparação de MDEs pode ser feita por meio de análises de detecção de mudanças altimétricas, denominadas Goemorphic Change Detection. Neste caso, é de suma importância o conhecimento das incertezas associadas a cada modelo digital de elevação (MDE), bem como a propagação de erros para a sua utilização adequada. O objetivo, neste estudo, consistiu, em sua primeira parte, na avaliação da resolução espacial e da acurácia altimétrica de modelos digitais de elevação obtidos a partir de diferentes configurações de levantamento aerofotogramétrico com VANT e validados por técnicas de topografia e geodésia, e comparações entre réplicas de MDEs obtidos antes e após a execução de escavações controladas. Foram realizados voos de 15 m até 100 m e obtidos MDEs de Ground Sample Distance (GSD) de 1 cm a 8 cm e erro altimétrico da ordem de 1 cm a 14 cm. Os resultados da comparação entre réplicas dos MDEs, antes e após a escavação, apresentaram discrepâncias volumétricas de 0,1 m 3 a 8 m³, denominadas “erros de inclusão” e percentuais de 64% a 100% de omissão na detecção das escavações controladas. Na segunda parte deste estudo objetivou-se avaliar uma série de quatro MDEs obtidos ao longo de um ano, para o monitoramento de processos erosivos em uma área de sulcos e voçorocas e sua correlação com a pluviosidade acumulada durante o período de estudo. Foram obtidos, portanto, MDEs de GSD de 10 cm e precisão altimétrica de ordem centimétrica; foi possível, ainda, detectar eventos de erosão e deposição da ordem de 2 m³ em sulcos e voçorocas em estágio inicial e eventos da ordem de 100 m³ em voçorocas em estágio avançado.Universidade Federal de LavrasPrograma de Pós-graduação em Tecnologias e Inovações AmbientaisUFLAbrasilDepartamento de Ciências FlorestaisSilva, Marx Leandro NavesCuri, NiltonOliveira, Marcelo Silva deMenezes, Michele Duarte deSantos, DjailSiqueira Júnior, Paulo2018-09-28T20:27:02Z2018-09-28T20:27:02Z2018-04-232018-01-26info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfSIQUEIRA JÚNIOR, P. Avaliação metrológica de modelos digitais de elevação obtidos por veículo aéreo não tripulado, aplicados a estudos de processos erosivos do solo. 2018. 103 p. Dissertação (Mestrado Profissional em Tecnologias e Inovações Ambientais)-Universidade Federal de Lavras, Lavras, 2018.http://repositorio.ufla.br/jspui/handle/1/30855porinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UFLAinstname:Universidade Federal de Lavras (UFLA)instacron:UFLA2023-04-12T13:37:41Zoai:localhost:1/30855Repositório InstitucionalPUBhttp://repositorio.ufla.br/oai/requestnivaldo@ufla.br || repositorio.biblioteca@ufla.bropendoar:2023-04-12T13:37:41Repositório Institucional da UFLA - Universidade Federal de Lavras (UFLA)false |
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