comparação das coordenadas obtidas por rtk com o google erath

8/16/2019 Comparação das Coordenadas obtidas por RTK com o Google Erath

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UCAM – UNIVERSIDADE CANDIDO MENDES

KELSON PEREIRA DE SIQUEIRA

COMPARAÇÃO DAS COORDENADAS OBTIDAS POR GPS RTK COM AS

FORNECIDAS PELO GOOGLE EARTH

VARGINHA - MG

2015


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UCAM – UNIVERSIDADE CANDIDO MENDES

KELSON PERERIA DE SIQUEIRA


FORNECIDAS PELO GOOGLE EARTH

Artigo Científico Apresentado à UniversidadeCandido Mendes - UCAM, como requisito parcialpara a obtenção do título de Especialista emGeoprocessamento e Georreferenciamento.

VARGINHA - MG2015


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FORNECIDAS PELO GOOGLE EARTH.

Kelson Pereira de Siqueira

RESUMO

A razão deste trabalho é comparar as coordenadas fornecidas pelo Google Earth com as fornecidaspor um RTK obedecendo as normas para levantamento topográfico, sendo que hoje é muito utilizadoo Google Earth como ferramenta de trabalho. Aqui nesta resenha tenho o objetivo de analisar ascoordenadas fornecidas pelos dois métodos sendo que em um deles têm-se conhecido o desviopadrão e no outro o mesmo é uma incógnita. Foi realizada uma pesquisa bibliográfica relevando asprincipais ideias de autores como Sá N. C. de (2004), Monico J. F. G. (2010), Alves D. B. M. (2013),

Denizar B. (2002) e outros procurando demonstrar que as técnicas e os equipamentos de tecnologianão podem ser substituídos por imagens de satélites com ou sem nenhum tipo de tratamento quepermita o seu uso por profissionais para a elaboração de trabalhos técnicos.

Palavras-chave: Google Earth. RTK. Trabalho. Ajustamento de Observações.

Introdução

Hoje, com o avanço da tecnologia e a informatização, a ferramenta GoogleEarth tornou-se amplamente difundida e vêm sendo utilizada cada vez mais tanto no

meio profissional como os entusiastas, estabelecendo uma relação entre os locais e

as suas coordenadas dando origem a este trabalho.

Quando se fala em coordenadas já nos vêm à mente uma série de números

que determinam um local específico do planeta terra, mas o que muitos não sabem

é como se faz para chegar a esses tais números.

Para a realização deste trabalho com o objetivo de estabelecer uma relação

entre as coordenadas fornecidas pelo Google Earth e as coordenadas verdadeiras

do local, foi feito o Georreferenciamento da cidade de Monte Mor-SP como área de

teste sendo escolhidos 13 pontos com fácil identificação como quinas de muros e

centros de praças por imagem do Google, todos os pontos foram rastreados com um

GPS (Sistema de Posicionamento Global) RTK (Posicionamento em Tempo Real) e

o sistema de projeção utilizado foi o SIRGAS 2000.

O presente trabalho têm como tema comparar as coordenadas obtidas por

dois diferentes meios, sendo um o método principal utilizando equipamentos de

precisão e o outro método utilizando uma ferramenta de informações de acesso


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público. Avaliaremos somente a diferença das coordenadas fornecidas pelo RTK e

pelo Google Earth sendo que as especificações técnicas dos satélites serão

utilizadas para fins de conhecimento desconsiderando assim qualquer tipo de

tratamento nas imagens.

O trabalho final em todo o seu contexto foi embasado nos pensamentos

literários de autores como: Sa (2004), Monico (2010), Alves (2013), Denizar (2002),

Souza (2012), Costa (2012), Nazareno (2009), Silva (2009).

Desenvolvimento

O GPS Geodésico é o aparelho capaz de interpretar, receber, coletar e gravar

os dados enviados pelos sistemas de posicionamento por satélites situados em

órbita do nosso planeta. Esses sistemas são conhecidos no meio acadêmico como

GNSS (Global Navegation Satélite System) que engloba todos os outros sistemas de

posicionamento como o GPS (em português Sistema de Posicionamento Global)

que é o sistema Norte Americano e o mais famoso, o Beidou/Compass (em

português Sistema de Navegação por Satélite Beidou) que é o sistema Chinês, o

GLONASS (em português Sistema de Navegação Global por Satélite) que é osistema Russo, o SBAS (em português Sistema Complementar Baseado em

Satélites), o GALILEO (em português Sistema de Navegação por Satélite) que é o

sistema Europeu (Alves, 2013).

Neste trabalho está sendo colocado em foco o seguimento Usuários sendo

que os seguimentos Controle e o Espacial não serão abordados.

Pode-se obter as coordenadas de um local por 3 sinais emitidos pelos

satélites que o receptor GPS interpreta, esses sinais que também chamados deobservações são o código, a frequência e a pseudodistância (Alves, 2013).

O posicionamento pelo código é feito da seguinte maneira os satélites emitem

os códigos a todo o momento, mas nem todos os receptores têm a capacidade de

interpretar todos os códigos restando assim a usuários autorizados à utilização de

alguns desses códigos que são os mais precisos. Os códigos são o P (Precise), C/A

(Course/Acquisition) e o Y (Sá, 2004, p. 75).

O posicionamento pela frequência é feito basicamente sobre 2 ondas da

portadora a banda L1 com a frequência de 1.575,42 MHz e a banda L2 com

1.227,60 MHz sendo que hoje em dia têm-se equipamentos capazes de receber os


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sinais nas bandas L2C e L5 o que permite uma redução das interferências

ionosféricas e do multicaminhamento melhorando assim a solução das

ambiguidades (Sá, 2004).

O posicionamento pela pseudodistância é feito da seguinte maneira: sabendo

que os receptores e os satélites utilizam relógios atômicos e os sinais emitidos levam

consigo dados referentes ao tempo, ocorre que quando um sinal é emitido por um

satélite ele leva um determinado tempo para chegar ao receptor, uma vez que a

propagação do sinal é na atmosfera e viaja na velocidade da luz e o caminho

percorrido pelo sinal é sempre retilíneo, consegue-se então calcular a distância

(Alves, 2013).

Mas somente a interpretação desses sinais não é o suficiente é necessário

utilizar uma técnica para a ocupação do ponto e aqui será abordado o

posicionamento relativo e o posicionamento absoluto.

Através do posicionamento absoluto consegue-se obter uma coordenada de

qualquer lugar da superfície terrestre, mas sem ter uma precisão e um desvio

padrão.

Quando trabalhamos com o posicionamento relativo um receptor vai ficar em

um determinado ponto denominado de Base e o outro receptor denominado deRover vai percorrer os pontos de interesse, possibilitando assim a coleta de

informações e obter o desvio padrão de cada coordenada. Em relação ao

posicionamento relativo existem algumas técnicas que são o modo estático, o

estático rápido e o cinemático (Instituto CEUB/IPCD).

O posicionamento pelo modo estático o receptor de base e o rover ficam fixos

coletando o ponto por um tempo maior que 10 minutos (Instituto CEUB/IPCD).

O posicionamento pelo modo estático rápido é semelhante ao estático o quemuda é o tempo de ocupação do ponto sendo menor que 10 minutos (Instituto

CEUB/IPCD).

O posicionamento pelo modo cinemático o receptor de base fica sobre um

ponto coletando as informações e o rover coleta os pontos enquanto está em

movimento (Instituto CEUB/IPCD).

Neste trabalho o método utilizado para a obtenção das coordenadas foi o RTK

(Real Time Kinematic ou Processamento em Tempo Real em português), este

posicionamento é feito de modo que o receptor de base é colocado em um ponto de

coordenadas conhecidas e o rover percorre os pontos de interesse sendo que a


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grande vantagem é que ele tem um software interno e um rádio formando um link

entre os dois e enviando uma correção das observações em tempo real da base

para o rover, em geral cada ponto tem um tempo de coleta variando de 1 a 5

segundos com uma precisão da ordem milimétrica ou centimétrica (Instituto

CEUB/IPCD).

Quando se utiliza um Sistema de Informações Geográficas (SIG)

independente da finalidade deve-se observar a origem dos dados e se eles terão

como atender a demanda proposta, ou seja para se aplicar um SIG devemos

primeiro saber se a origem de nossas informações são capazes de solucionar o

problema levantado.

Hoje em dia com o avanço da tecnologia e da informática temos a

possibilidade de reconhecer nossas casas, prédios, ruas, parques entre outros pelo

Google Earth que é um programa no qual conseguimos visualizar gratuitamente as

imagens tiradas por satélites do planeta. Ele permite também ver em qual

coordenada geodésica se encontra qualquer ponto da terra ou ainda localizar

qualquer ponto tendo as suas coordenadas conhecidas.

Conforme indicado na imagem o satélite que foi utilizado para tirar fotos da

cidade de Monte Mor-SP foi o SPOT da empresa DigitalGoble que estádisponibilizado no Google Earth pelo CNES (Centre National d’Études Spatiales)

existem três satélites da série SPOT em operação e são eles o SPOT 4, o SPOT 5 e

o SPOT 6 que trabalham em conjunto com os seus sensores, as suas órbitas são

circulares, heliossíncronas e polares. Em relação ao SPOT 4 e o SPOT 5 eles estão

a uma altitude média de 832 Km, com inclinação de 98,7° em relação a linha do

equador com resolução temporal de 26 dias e orbita de 101,4 minutos, já o SPOT 6

têm altitude média de 694 Km, com resolução temporal de 1 a 5 dias dependendo dalongitude do local. A bordo do SPOT 4 têm um sensor chamado HRVIR (High

Resolution Visible – Infrared) que lhe possibilita obter imagens com resolução

espacial de 10 m para as bandas que vão de 0,61 a 0,68 µm, 20 m para as bandas

de 0,50 a 0,89 µm e 1,58 a 1,75 µm. A bordo do SPOT 5 têm dois sensores HRG

(High Resolution Geometric) podendo obter por interpolação uma resolução espacial

de 2,5 a 5 m para as bandas que vão de 0,48 a 0,71 µm, 10 m para as bandas de

0,50 a 0,59 µm, 0,61 a 0,68 µm e 0,87 a 0,89 µm e 20 m para a banda que vai de

1,58 a 1,75 µm, também têm dois sensores HRS (High Resolution Stereoscopic) que

foi projetado para oferecer imagens ortorretificadas e a geração de Modelos Digitais


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de Terreno (MDT) atuando na banda que vai de 0,48 a 0,70 µm com resolução

espacial que varia de 10 a 5 m, além disso os satélites SPOT 4 e SPOT 5 têm os

sensores Vegetation e Vegetation-2 respectivamente que adquirem imagens com a

resolução espacial de 1 Km para qualquer uma das bandas que atuam.

Semelhantemente a bordo do SPOT 6 têm dois sensores o P (Panchromatic) que

fornece imagens na banda que vai de 0,45 a 0,745 µm com resolução espacial de

1,5 m e o sensor MS (Multispectral) que atua nas bandas de 0,45 a 0,52 µm, 0,53 a

0,59 µm, 0,625 a 0,695 µm, 0,76 a 0,89 µm com a resolução espacial de 6 m

(EMBRAPA, 2013).

Com os modernos aparelhos de GPS Geodésico conseguimos obter as

coordenadas de qualquer ponto do planeta e ao final de sua ocupação conseguimos

processar em softwares específicos os dados observados desses pontos obtendo

assim a precisão e o desvio padrão de cada um deles.

De acordo com a lei 10.267/2001 (Norma Técnica de Georreferenciamento de

Imóveis Rurais) tem-se que ocupar um vértice de apoio Classe C1 ou C2 com a

precisão posicional horizontal devendo ser menor ou igual 0,20 m em que:

PP= (ϬN ² + ϬE ²) ¹/² PP< 0,20 m

Onde:

PP = Precisão Posicional;

ϬN = Desvio padr ão da coordenada N;

ϬE = Desvio padrão da coordenada E.

E segundo a lei 10.267/2001 (Norma Técnica de Georreferenciamento de

Imóveis Rurais) para os vértices da Classe C4 que são utilizados para levantarlimites físicos dos imóveis a precisão posicional horizontal deve ser na ordem de

menor ou igual a 0,50 m, aos quais também devem ser estabelecidos por equação.

PP= (ϬN ² + ϬE ²) ¹/² PP< 0,50 m.

Coleta dos Dados

Foi estabelecida uma rede de forma amostral e aleatória na cidade de Monte

Mor-SP em que foram escolhidos pontos de praças, parques, rotatórias, trevos,

cantos de muros e esquinas de acordo com a Tabela 1. Sendo escolhidos porque

são facilmente identificados pelo Google Earth.


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Tabela 1 – Coordenadas dos pontos obtidos pelo Google Earth.

Ponto Descrição E(m) N(m)

B 01 Base 01 263159,12 7459475,49

P1 Canto de muro 262050,69 7461022,14

P2 Canto de muro 262464,00 7461255,00

P3 Meio fio 263115,71 7460635,95

P4 Meio fio 264209,52 7460430,25

P5 Canto de alambrado 264169,51 7459747,97

P6 Canto de muro 262956,05 7459424,08

P7 Canto de muro 262063,83 7459199,34

P8 Canto de muro 262055,60 7459855,83

Como o Google já disponibiliza as coordenadas dos locais onde foram

inseridos os marcadores não é possível obter um desvio padrão e muito menos a

precisão posicional de cada ponto. A imagem 1 mostra o local dos pontos fornecidos

pelo Google Earth.

Imagem 1 – Pontos obtidos com o Google Earth.

Após a escolha dos locais de interesse foi instalado um receptor de GPS

geodésico RTK com sendo de base em um local com as coordenadas conhecidas

com o nome de BASE 01 e o Rover foi utilizado para coletar todos os dados dos


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pontos sendo encontradas as coordenadas e os seus desvios padrões conforme a

Tabela 2, resaltando que os pontos de canto de murro a antena foi colocada acima

do muro para evitar o erro de multicaminhamento.

Tabela 2 – Coordenadas e desvio padrão dos pontos obtidos com o RTK.

Ponto Descrição E(m) N(m) PP(m)

B 01 Base 01 263160,839 7459477,132 0,008

P1 Canto de muro 262050,469 7461024,858 0,009

P2 Canto de muro 262463,716 7461258,354 0,006

P3 Meio fio 263117,102 7460636,080 0,018

P4 Meio fio 264216,409 7460434,797 0,023

P5 Canto de alambrado 264169,600 7459750,370 0,012

P6 Canto de muro 262955,432 7459426,840 0,028

P7 Canto de muro 262064,799 7459201,805 0,008

P8 Canto de muro 262056,151 7459855,114 0,011

A imagem 2 mostra o local dos pontos obtidos com o RTK em uma malha

branca e os pontos fornecidos pelo Google Earth.

Imagem 2 – Pontos obtidos com o RTK.

A distância entre as coordenas foi calculada por simples diferença entre as

coordenadas obtidas pelo RTK e as do Google Earth conforme a seguinte equação:


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D= (ΔE ² + ΔN ²) ¹/²

Onde:

D = Distância;

ΔE = Diferença entre as coordenadas E.

ΔN = Diferença entre as coordenadas N;

A Tabela 3 mostra a diferença entre as coordenadas calculadas e a distância

entre os pontos.

Tabela 3 – Diferença entre as coordenadas.

Ponto ΔE(m) ΔN(m) Distância (m)

B 01 1,719 1,642 2,377

P1 -0,221 2,718 2,727

P2 -0,284 3,354 3,366

P3 1,392 0,130 1,398

P4 6,889 4,547 8,254

P5 0,090 2,400 2,402

P6 -0,618 2,760 2,828

P7 0,969 2,465 2,649

P8 0,551 -0,716 0,903

Conclusão

Ressaltando que as imagens aqui utilizadas não foram tratadas de modo que

não se tem os elementos conhecidos como a altura de vôo, as sobreposições

laterais e longitudinais, a velocidade de cruzeiro no instante, a inclinação da foto, o

tempo, o intervalo de exposição, a área recoberta e a distância focal. Uma vez que

estes elementos permanecem sendo incógnitas não é possível fazer a restituição

tornando-se uma imagem ortogonal passando a ser um mosaico controlado ou

qualquer outro tipo de tratamento em algum software específico, foi avaliado o

coordenada informada e a localização em relação a sua resolução espacial ounitidez.


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Para todos os pontos coletados com RTK como observado a solução foi fixa

indicando que ele solucionou as ambiguidades da fase da portadora e os desvios

padrões foram baixos indicando que o ponto está bom e bem próximo do local

verdadeiro.

Como resultado final concluo que o local visualizado e a coordenada

informada diretamente pelo Google Earth não conferem com o local verdadeiro e

com a coordenada verdadeira.

Comparando os resultados das coordenadas obtidas pelo Google Earth com

as obtidas pelo RTK comprovando que qualquer trabalho feito em cima das imagens

obtidas diretamente pelo Google Earth só pode ser utilizada para fins elucidativos,

sendo descartada toda a hipótese para trabalhos técnicos.

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