Comparação entre os Modelos Digitais de Terreno gerados por Radar em Banda P e LiDAR na Amazônia, um estudo de caso no Amapá (Brasil).: Comparison between Digital Terrain Models generated by P-Band Radar and LiDAR in the Amazon, a case study in Amapá (Brazil).
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Data de Publicação: | 2023 |
Outros Autores: | , , , , |
Tipo de documento: | Artigo |
Idioma: | por eng |
Título da fonte: | Revista de Geociências do Nordeste |
Texto Completo: | https://periodicos.ufrn.br/revistadoregne/article/view/31573 |
Resumo: | The Digital Terrain Model (DTM) is an important product used in geosciences, but its extraction in dense forest areas is still a challenge. One of the major difficulties in extracting a DTM via remote sensors is in dense forest areas, as the generated information becomes degraded due to the fact that the most commonly used techniques can only measure canopy elevation and not terrain elevation, limiting cartography in areas such as the Amazon. The most appropriate technique for extracting a DTM is airborne LiDAR (Light Detection And Ranging), but there are limitations of time and cost for large areas. P-band radar waves have a great capacity for penetrating through dense vegetation, making it a promising tool for digital terrain modeling in forested areas. This technique was used for the latest update of the cartography of the Amapá state (Brazil). This article aims to evaluate the overall quality of a DTM produced using airborne P-band radar interferometry in relation to LiDAR data (used as a reference) in 4 regions of the Amapá state, using various criteria. In addition to the visual comparison confirming the general similarity of the two products, the difference in terms of elevation and slope was evaluated, with an average error in elevation of -0.52 m, while having a standard deviation and average RMSE below 3 meters, with a difference in slope of approximately -4° and a standard deviation and average RMSE of 4.74° and 6.14°, respectively. This study provides an estimate of the accuracy of P-band radar DTM, both in terms of elevation and slope, which are essential variables for characterizing landforms. |
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Comparação entre os Modelos Digitais de Terreno gerados por Radar em Banda P e LiDAR na Amazônia, um estudo de caso no Amapá (Brasil).: Comparison between Digital Terrain Models generated by P-Band Radar and LiDAR in the Amazon, a case study in Amapá (Brazil).The Digital Terrain Model (DTM) is an important product used in geosciences, but its extraction in dense forest areas is still a challenge. One of the major difficulties in extracting a DTM via remote sensors is in dense forest areas, as the generated information becomes degraded due to the fact that the most commonly used techniques can only measure canopy elevation and not terrain elevation, limiting cartography in areas such as the Amazon. The most appropriate technique for extracting a DTM is airborne LiDAR (Light Detection And Ranging), but there are limitations of time and cost for large areas. P-band radar waves have a great capacity for penetrating through dense vegetation, making it a promising tool for digital terrain modeling in forested areas. This technique was used for the latest update of the cartography of the Amapá state (Brazil). This article aims to evaluate the overall quality of a DTM produced using airborne P-band radar interferometry in relation to LiDAR data (used as a reference) in 4 regions of the Amapá state, using various criteria. In addition to the visual comparison confirming the general similarity of the two products, the difference in terms of elevation and slope was evaluated, with an average error in elevation of -0.52 m, while having a standard deviation and average RMSE below 3 meters, with a difference in slope of approximately -4° and a standard deviation and average RMSE of 4.74° and 6.14°, respectively. This study provides an estimate of the accuracy of P-band radar DTM, both in terms of elevation and slope, which are essential variables for characterizing landforms.O Modelo Digital de Terreno (MDT) é um importante produto usado em geociências, mas sua extração em áreas florestais densas ainda é um desafio. Uma das grandes dificuldades na extração de um MDT via sensores remotos é em áreas florestais densas, pois nestas áreas as informações geradas ficam degradadas, já que as técnicas mais utilizadas só conseguem medir a elevação do dossel e não do terreno, limitando a cartografia em áreas como a Amazônia. A técnica mais adequada para extração de um MDT é o LiDAR (Light Detection And Ranging) aerotransportado, porém há limitações de prazo e custo para grandes áreas. As ondas de radar de Banda P têm uma grande capacidade de penetração através da vegetação densa, tornando-a uma ferramenta promissora para modelagem digital do terreno em áreas florestais. Essa técnica foi usada para a última atualização da cartografia do estado do Amapá (Brasil). Este artigo tem como objetivo avaliar a qualidade geral de um MDT produzido usando interferometria radar de Banda P aerotransportado em relação a dados LiDAR (usados como referência) em 4 regiões do estado do Amapá, utilizando vários critérios. Além da comparação visual que confirma a semelhança geral dos dois produtos, foi avaliada a diferença em termos de elevação e declividade, com um erro médio em sua elevação de -0,52 m, enquanto possui um desvio padrão e RMSE médio abaixo de 3 metros, com uma diferença na declividade de aproximadamente -4° e um desvio padrão e RMSE médio de 4,74° e 6,14°, respectivamente. Este estudo fornece uma estimativa da precisão do MDT radar de Banda P, tanto em termos de elevação quanto de declividade, que são variáveis essenciais para caracterizar as formas do relevo.Universidade Federal do Rio Grande do Norte2023-05-22info:eu-repo/semantics/articleinfo:eu-repo/semantics/publishedVersionapplication/pdfapplication/pdfhttps://periodicos.ufrn.br/revistadoregne/article/view/3157310.21680/2447-3359.2023v9n1ID31573Notheast Geoscience Journal; Vol. 9 No. 1 (2023); 59-70Revista de Geociências do Nordeste; v. 9 n. 1 (2023); 59-702447-335910.21680/2447-3359.2023v9n1reponame:Revista de Geociências do Nordesteinstname:Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN)instacron:UFRNporenghttps://periodicos.ufrn.br/revistadoregne/article/view/31573/16962https://periodicos.ufrn.br/revistadoregne/article/view/31573/16963Copyright (c) 2023 Revista de Geociências do Nordestehttps://creativecommons.org/licenses/by/4.0info:eu-repo/semantics/openAccessTanajura Caldeira, Carlos RodrigoPolidori, LaurentEl Hage, MhamadCobacho Ortega Caldeira, MayaraBastos Gorgens, EricPierre Henry Balbaud Ometto, Jean2023-05-22T16:54:54Zoai:periodicos.ufrn.br:article/31573Revistahttps://periodicos.ufrn.br/revistadoregne/indexPUBhttps://periodicos.ufrn.br/revistadoregne/oairegneufrn@gmail.com || periodicos@bczm.ufrn.br2447-33592447-3359opendoar:2023-05-22T16:54:54Revista de Geociências do Nordeste - Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN)false |
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The Digital Terrain Model (DTM) is an important product used in geosciences, but its extraction in dense forest areas is still a challenge. One of the major difficulties in extracting a DTM via remote sensors is in dense forest areas, as the generated information becomes degraded due to the fact that the most commonly used techniques can only measure canopy elevation and not terrain elevation, limiting cartography in areas such as the Amazon. The most appropriate technique for extracting a DTM is airborne LiDAR (Light Detection And Ranging), but there are limitations of time and cost for large areas. P-band radar waves have a great capacity for penetrating through dense vegetation, making it a promising tool for digital terrain modeling in forested areas. This technique was used for the latest update of the cartography of the Amapá state (Brazil). This article aims to evaluate the overall quality of a DTM produced using airborne P-band radar interferometry in relation to LiDAR data (used as a reference) in 4 regions of the Amapá state, using various criteria. In addition to the visual comparison confirming the general similarity of the two products, the difference in terms of elevation and slope was evaluated, with an average error in elevation of -0.52 m, while having a standard deviation and average RMSE below 3 meters, with a difference in slope of approximately -4° and a standard deviation and average RMSE of 4.74° and 6.14°, respectively. This study provides an estimate of the accuracy of P-band radar DTM, both in terms of elevation and slope, which are essential variables for characterizing landforms. |
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