A temática de pesquisa desenvolvida nessa tese de doutoramento versou sobre a determinação de coordenadas tridimensionais usando um par de imagens IKONOS II (Reference Stereo). Trata-se de um estudo experimental que teve como principal objetivo a avaliação de desempenho dos principais modelos aproximados e rigorosos tradicionalmente empregados na orientação de imagens orbitais e determinação de coordenadas 3D via intersecção espacial. As análises de desempenho dos modelos fundamentaram-se na verificação das exatidões planimétrica e altimétrica obtidas nos experimentos realizados com diferentes configurações de pontos de apoio. O Padrão de Exatidão Cartográfico – PEC, estabelecido pelo decreto nº 89.817, de 20 de junho de 1984, foi adotado como referência para as análises de exatidões obtidas.
Os padrões de exatidão planimétrica e altimétrica do PEC na escala de 1/5000 foram adotadas nos procedimentos de avaliação de exatidão obtidos nos experimentos realizados. Na altimetria considerou-se a representação do relevo por meio de curvas de nível com eqüidistância de 5 metros.
Os experimentos adotados para a realização do estudo proposto iniciaram com a verificação do desempenho do modelo de orientação de par com a utilização de um conjunto denso de pontos de apoio e analises de exatidões obtidas com base em discrepâncias planialtimétricas determinadas em pontos de verificação. Após a etapa de avaliação do modelo na aplicação, experimentos com diferentes configurações do número e geometria de distribuição de pontos de apoio no par foram realizados. Empregou-se seis configurações geométricas de pontos de apoio, tradicionalmente empregadas na orientação de imagem isolada ou par estereoscópico, variando de 20 a 6 pontos de apoio.
Os modelos aproximados testados nessa pesquisa foram a transformação linear direta – DLT, a transformação afim de projeção paralela – APM e o modelo de função racional – RFM, com coeficientes determinados pelo fornecedor das imagens. Os modelos rigorosos foram os modelos fundamentados nas equações de colinearidade com nove ou doze parâmetros que orientam e posicionam as imagens num dado referencial geodésico ou cartográfico.
Fundamentadas nos experimentos realizados são apresentadas as principais conclusões:
- Apesar dos modelos rigorosos MR9 e MR12 não serem apropriados para a orientação de imagens que foram geometricamente corrigidas, nos experimentos realizados foram obtidas exatidões planimétricas e altimétricas que as enquadram no PEC planialtimétrico na escala de 1/5000 – classe A;
- Não foi possível verificar diferenças significativas entre as exatidões planimétrica e altimétrica obtidas nos experimentos realizados com os dois modelos rigorosos testados nessa pesquisa;
- Comparando-se as exatidões planialtimétricas obtidas nos experimentos realizados com os modelos rigorosos e aproximados, como previsto, os modelos aproximados sempre tiveram melhor desempenho;
- Os experimentos realizados com os modelos aproximados apresentaram exatidões planialtimétricas aproximadamente iguais quando as configurações de até 12 pontos de apoio foram empregadas;
- Comparando-se as exatidões planimétricas obtidas com os modelos aproximados nos experimentos realizados com as principais configurações de pontos de apoio, verificou-se praticamente iguais a 0,4 metros. Entretanto nas transformações DLT e APM foi verificado um pequeno ganho de qualidade em todos os experimentos realizados com as diferentes configurações de pontos de apoio. Por outro lado, o modelo RFM possui grande vantagem quando o número de pontos de apoio é considerado, pois com esse modelo foi possível obter exatidão planimétrica
similar com a utilização de configuração de somente um ponto de apoio;
- Na determinação da componente altimétrica via intersecção espacial foi verificada uma pequena tendência na determinação. Apesar dessa tendência a exatidão altimétrica obtida nos experimentos realizados com configurações com até 12 pontos de apoio, apresentou valor que foi enquadrado no PEC altimétrico na escala de 1/5000 – classe A. Comparando-se as exatidões altimétricas obtidas nas configurações com menor numero de pontos de apoio, o modelo RFM foi o que apresentou melhor desempenho, pois somente em uma configuração de pontos de apoio, a exatidão altimétrica não obteve enquadramento no PEC na escala de 1/5000 - classe A;
- A pequena tendência encontrada nos experimentos realizados pode estar relacionada com deformações presentes nas imagens provenientes do processo de correção geométrica ou relacionada com a imprecisão da determinação altimétrica na intersecção espacial empregada;
- Considerando-se a precisão da determinação da componente altimétrica o valor esperado igual a 1,6 metros ( valor determinado com relação a distância focal, altura de vôo, base estereoscópica e um pixel a precisão de medida), a exatidão altimétrica determinada nos experimentos realizados nessa pesquisa e que foram enquadrados no PEC da escala 1/5000 – classe A, possuem valores menores ou iguais ao valor admissível de 1,6 metros;
- De forma geral, a configuração com 12 pontos de apoio, distribuídos por toda a região do par estereoscópico foi a configuração recomendada nos modelos MR9, MR12, DLT e APM para a obtenção de informação altimétrica no experimento realizado nessa pesquisa, pois com essa configuração foi possível obter exatidão altimétrica compatível com PEC altimétrico na escala de 1/5000 – classe A. Somente no modelo RFM que a configuração de seis pontos de apoio foi a recomendada para as mesmas condições mencionadas;
obtenção de informações planimétricas compatível com PEC planimétrico na escala de 1/5000 – classe A nos modelos MR9, DLT e APM. Para o modelo RFM a configuração de somente um ponto foi a mais apropriada e para o MR12 a configuração de 12 pontos de apoio;
- Na inexistência dos coeficientes da RFM das imagens, a transformação Afim de Projeção Paralela – APM é a mais recomendada para a realização do experimento proposto, tendo em vista as facilidades computacionais e a inexistência de parâmetros não significativos na aplicação;
- Apesar dos excelentes resultados obtidos com a DLT para a realização do experimento proposto, a sua utilização não é recomendada, pois as condições de existência de correlações totais entre parâmetros e de modelo super-parametrizado, poderão provocar instabilidades na resolução do sistema de equações e facilidades na absorção de eventuais erros grosseiros existentes nas medidas.