Interfaces, usos e usuários de geoinformação

Esta linha de pesquisa consiste no estudo da relação entre os usuários, os produtos de geoinformação e os usos associados a estes. Trata-se de um campo de pesquisa que visa analisar e compreender como se dá a interação entre os usuários e os produtos cartográficos, através do seu principal produto que é o mapa. É importante frisar que no contexto atual, os produtos da cartografia abrangem desde os mapas impressos até a informação geográfica em dispositivos ubíquos, e envolve as características cognitivas do processo de análise e visualização de qualquer informação espacial, seja ela apresentada em uma tela de computador, ou como realidade aumentada, por exemplo. As atividades subdividem-se em:

a) Engenharia de requisitos aplicada a soluções de geoinformação Sistemas especialistas;

b) SIG WEB e Sistemas especialistas;

c) VGI; e

d) Usabilidade de Interfaces de soluções de geoinformação.

Geovisualização, Cognição Espacial e Análise Espacial

As pesquisas direcionadas ao desenvolvimento teórico em geovisualização e seu uso nas soluções que envolvem análises espaciais são realizadas desde a criação do grupo de pesquisa em 2000. A construção de conhecimento espacial por geovisualização envolve as pesquisas em percepção e cognição espacial. A partir dos resultados alcançados, em 2012 foram iniciadas pesquisas que tem o caráter de inovação tecnológica, e que objetivam estabelecer métodos para o projeto de produtos de geoinformação. As atividades subdividem-se em:

a) Cartografia e cognição;

b) Representação de dados espaciais 3D;

c) Visualização de dados espaciais 3D;

Infraestruturas de Dados Espaciais e Mapeamento de Referência

Esta linha consiste no estudo da relação entre os usuários, os produtos cartográficos e seus usos. Visa analisar e compreender como se dá a interação entre os usuários e os produtos cartográficos, através das representações cartográficas. No contexto atual, os produtos da Cartografia abrangem desde os mapas impressos até a informação geográfica em dispositivos ubíquos, e envolve as características cognitivas do processo de visualização de qualquer informação espacial. As atividades subdividem-se em:

a) Mapeamento topográfico;

b) Generalização Cartográfica;

c) Qualidade de dados; e

d) Infraestrutura de dados espaciais.

DINÂMICA DOS SATÉLITES ARTIFICIAIS

Diversas forças perturbadoras atuam sobre um satélite artificial em seu movimento orbital. Atualmente, em Geodésia Espacial, destacam-se as seguintes pesquisas: a) Seguimento Espacial. Propagação de Órbitas de Satélites Artificiais. Modelagem da Força Perturbadora devido a Re-irradiação Térmica sobre os satélites GPS – IIR. b) Seguimento Terrestre. Estimação dos Parâmetros dos Relógios dos Satélites GPSS.

ÓRBITAS DE SATÉLITES ARTIFICIAIS – DEFORMAÇÕES EM ESTRUTURAS GEODÉSICAS

Por meio dos dados dos rastreios de satélites artificiais, modela-se matematicamente as forças perturbadoras que atuam sobre eles em órbita. Em função das observações dos satélites da constelação GNSS (Global Navigation Satellite System) monitora-se as deformações de Estruturas Geodésicas.

INVESTIGAÇÃO DE FONTES DE ERRO QUE ATUAM NOS POSICIONAMENTOS GPS PRECISO E A MODELAGEM DESTES ERROS

Diversos são os erros que atuam no posicionamento GPS significativamente quando se almeja alta precisão. Dentre os erros tem-se pesquisado e pretende-se dar continuidade em: Calibração relativa de antenas GPS e Efeitos troposféricos no posicionamento GPS preciso. A modelagem dos erros atuantes no posicionamento GPS preciso bem como a visualização dos erros através de Sistemas de Realidade Aumentada são temas a serem desenvolvidos neste projeto de pesquisa.

LEVANTAMENTOS GEODÉSICOS EM ÁREAS COSTEIRAS DO PARANÁ

Diversas têm sido as pesquisas desenvolvidas dentro deste projeto e ainda podem ser pesquisados os seguintes temas:

a) Rede geodésica do litoral atrelada a estações da RBMC analisando o efeito troposférico;
b) Monitoramento das áreas sujeitas a erosão e progradação buscando-se uma propagação para o futuro, levando-se em conta outros fatores atuantes nas áreas em estudo;
c) Análise da variação do nível do mar na região do litoral do estado do Paraná;
d) Desenvolvimento de programas para a conexão de dados de diferentes sensores.

UTILIZAÇÃO DOS DADOS GPS CAPTADOS PELOS RECEPTORES A BORDO DE SATÉLITES LEO´s

Atualmente, dentro da Geodésia Espacial, tem-se satélites de órbitas baixas os quais possuem a bordo receptores GPS. Ao nível internacional tem sido um tema explorado e que pode ser desenvolvido a nível nacional.

CONEXÃO DE REDES GEODÉSICAS VERTICAIS

Os Sistemas Verticais de Referência (SVR) e suas materializações em redes regionais e globais assumiram papel preponderante no monitoramento de mudanças no Sistema Terra. Em vista deste aspecto, foi estabelecida uma exigência implícita de caráter físico às Redes Verticais de Referência Nacionais (RVRN). A Resolução 1/2015 da International Association of Geodesy (IAG) estabeleceu o International Height Reference System (IHRS), definindo uma superfície equipotencial de referência global e apontando os números geopotencias como coordenadas verticais primárias, seguindo as recomendações do Global Geodetic Observing System (GGOS). O GGOS aponta como seu tema prioritário 1 a unificação dos SVR em todo o globo e como tema prioritário 3 o monitoramento do nível do mar, sua variabilidade espacial e relações com a variação do clima global. O Sistema de Referência Geocêntrico para as Américas (SIRGAS), sub-comissão 1.3 da IAG, com seu Grupo de Trabalho III (SIRGAS – GTIII), procura atender às exigências do IAG/GGOS e integrar os diferentes Data verticais na sua área de atuação. Na UFPR estas atividades estão concentradas no LAboratório de Referenciais geodésicos e Altimetria por Satélites (LARAS). O LARAS busca o desenvolvimento de atividades voltadas à modernização das RVRNs na América do Sul, Central e Caribe com a atribuição de significado físico às altitudes em cada país com base em números geopotenciais e promover suas integrações ao IHRS, consideradas suas heterogeneidades e aspectos de variações temporais. Contempla investigações voltadas ao estabelecimento de diretrizes, metodologias e termos de referência para o cumprimento das tarefas referidas de forma integrada com as ações do SIRGAS – GTIII e em estreita colaboração com o IBGE, e outros Institutos Geográficos na América do Sul, Central e Caribe.

OTIMIZAÇÃO DE LEVANTAMENTOS GEODÉSICOS

Na atualidade, as atividades centrais da Geodesia têm sido dirigidas em apoio à formação de Infraestruturas de Dados Espaciais (IDE) voltadas para sistemas de observação da Terra. Tal é o foco do Global Geodetic Observing System (GGOS) suportado pela International Association of Geodesy (IAG). O GGOS involve a infraestrutura geodésica terrestre, a qual está formada pelas redes geodésicas de referência terrestres materializadas, estações de monitoramento continuo, missões dedicadas, centro de dados e de análises, bem como produtos e serviços derivados. Diversos processos de monitoramento planetário, no contexto do GGOS, apresentam exigências de precisão relativa no referenciamento global que podem atingir a uma parte por bilhão (1ppb) e a consideração de aspectos geodinâmicos. Estes aspectos estão inseridos nas atividades de pesquisa desenvolvidos dentro desta linha no Programa de Pós-graduação em Ciências Geodésicas (PPGCG) da UFPR. Nesta diretriz, os levantamentos geodésicos são abordados em vista das exigências mais atuais do controle posicional e do campo de gravidade em âmbito das aplicações em engenharia e controle ambiental. As atividades de pesquisa relativas às temáticas assinaladas envolvem o desenvolvimento e otimização de métodos de levantamentos geodésicos inclusive em associação com o campo de gravidade da Terra. São investigados os aspectos metodológicos dos levantamentos horizontais, verticais e gravimétricos e a instrumentação geodésica em vista de sua influência nos levantamentos geodésicos. Também envolvem os sistemas de aquisição de informações espaciais, missões globais e ferramentas mais modernas da Geodésia. São abordados neste contexto os Sistemas Geodésicos de Referência com características globais e suas densificações regionais, as novas plataformas e missões orbitais e produtos derivados tais como Modelos Globais do Geopotencial, Modelos Digitais de Altitude e bases de dados de livre acesso. Os aspectos mencionados estão inseridos nas atividades de dois laboratórios do PPGCG/UFPR: LAboratório de Referenciais geodésicos e Altimetria por Satélites (LARAS); Laboratório de Aferição e Instrumentação Geodésica (LAIG).

LEVANTAMENTO GEOLÓGICO – ESTRUTURAL DA REGIÃO E ENTORNO DA BARRAGEM DA UHE MAUÁ, UMA ABORDAGEM INOVADORA PARA O MONITORAMENTO GEODÉSICO NOS PONTOS DE RISCO

Este projeto de pesquisa pretende integrar o levantamento geológico-estrutural de detalhe como suporte ao monitoramento geodésico na inspeção de barragens para uma avaliação contínua dos deslocamentos e percolações durante as fases de enchimento do reservatório e operação da usina. O levantamento geológico permitirá a identificação e caracterização de áreas de fraqueza, a descrição dos movimentos das falhas e as principais direções de esforços tectônicos atuantes na geração ou reativação destas. Este levantamento estrutural será realizado no substrato do eixo da barragem e região do entorno e deverá auxiliar o processo de instrumentação e auscultação geodésica. A integração deste mapeamento de detalhe com as técnicas de instrumentação e auscultação geodésica permitirá um monitoramento constante dos deslocamentos relativos e absolutos da estrutura da barragem e uma avaliação consistente sobre o desempenho do conjunto barragem/fundação, possibilitando a tomada de ações preventivas ou corretivas.

NOVOS SISTEMAS VISANDO O MONITORAMENTO DOS RESERVATÓRIOS E O CAMPO DE VELOCIDADE

O objetivo superior consiste em desenvolver sistemas visando a determinação das velocidades de reservatórios. Como objetivos específicos citam-se:
– Desenvolver um sistema para monitoramento de massas de água, de baixo custo, em reservatórios;
– Avaliar a minimização do efeito do multicaminho nas antenas GNSS durante os levantamentos;
– Fornecer subsídios geodésicos e cartográficos para a determinação do campo de velocidade em reservatórios;
– Intensificar a troca de informações científicas;
– Gerar produção conjunta de publicações cientificas e/ou técnico-científicas;
– Integrar os conhecimentos das Ciências Geodésicas a outras áreas do conhecimento;
– Aumentar substantivamente a produtividade científica do programa de pós-graduação;
– Elevar a formação de recursos humanos em nível de pós-graduação nas Ciências Geodésicas, na área de Geodésia.

O projeto de pesquisa intitulado Novos Sistemas visando o monitoramento dos reservatórios e o campo de velocidade será sub -dividido em três subprojetos:
a) Desenvolver um sistema para monitoramento de massas de água de baixo custo, em reservatórios;
b) Desenvolver uma plataforma fotogramétrica de baixo custo visando a determinação das coordenadas das bóias de deriva e de corpos flutuantes; e
c) Avaliar o efeito do multicaminho nos posicionamentos por satélites.

Mapeamento 3D de ambientes internos usando dados RGB-D derivados do dispositivo KINECT

O presente projeto tem como objetivo o desenvolvimento de um sistema de mapeamento 3D de baixo custo usando dados RGB-D. Este sistema propiciará o mapeamento de ambientes internos, reconstrução 3D de superfícies, será útil para vigilância e aplicações forenses, e outros. Os princiapis pontos envolvidos na proposta de trabalho são a calibração dos sensores integrados no dispositivo KINECT, o registro espacial dos dados adquiridos sucessivamente pelo sensor de imageamento, a detecção do erro de fechamento, a análise da consistência global de todos os registros executados e a visualização cartográfica. Uma das maiores vantagens oferecidas pelo sistema de mapeamento 3D proposto neste trabalho é sua capacidade em modelar tridimensional e automaticamente, ambientes internos e ser composto por um conjunto de sensores de imageamento, navegação e posicionamento de baixo custo que fornecerão maior robustez e eficiência no processo.