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Tese

Utilização de dados 3D de alta resolução para detecção de mudanças em movimentos de massa em Perus, São Paulo (SP) (2020)

  • Authors:
  • Autor USP: SANTOS, LUIZ FERNANDO DOS - IGC
  • Unidade: IGC
  • Sigla do Departamento: GMG
  • Subjects: AERONAVES NÃO TRIPULADAS; DESLIZAMENTO DE TERRA; DESASTRES AMBIENTAIS; FOTOGRAMETRIA
  • Keywords: Detecção de mudança 3D topográfica; Nuvem de pontos; Point cloud; Topographic 3D change detection
  • Language: Português
  • Abstract: Há um aumento da intensidade e frequência de desastres naturais em todo o mundo, especialmente os relacionados aos movimentos de massa (p. ex., deslizamentos), inclusive no Brasil onde vários ocorreram nos últimos anos. O desenvolvimento recente de plataformas e sensores remotos aéreos de coleta de dados, como aeronaves não tripuladas equipados com sensores fotográficos comuns (drones), pode, com um certo nível de planejamento fotogramétrico e processamento de dados, ser usado para entender melhor esses cenários, com resultados positivos na identificação, análise e monitoramento de áreas suscetíveis aos movimentos de massa. O objetivo foi (1) produzir uma extensa e ampla revisão bibliográfica de temas relacionados; (2) o emprego de drones e pontos de controle (GCPs), pela técnica dGNSS, em área suscetível de geodinâmica conhecida (como o Morro Doce, a NW da cidade de São Paulo); (3) uma comparação, por meio de algoritmo apropriado, de dois conjuntos de dados 3D registrados (nuvens de pontos) e gerados a partir de processamento fotogramétrico (SfM-MVS) para detectar alterações topográficas (p. ex., um deslizamento). O primeiro conjunto de imagens, adquirido em 2017, contém um total de 155 imagens e 7 GCPs de <1 cm em precisão XYZ. O segundo, de 2019, compreende 484 imagens e 8 GCPs de <2cm em XY e <4cm em Z. Diante de diferentes arranjos de aquisição de dados (linhas de vôo, altura acima do solo, GCPs) e equipamentos, o processamento de dados e o registro obtiveram a melhor qualidade possível por meio de uma análise da configuração inicial, observações de modelos de câmera, filtragem e otimização (ajustamento por feixe de raios) automatizados via script Python. A seguir, as nuvens densas, resultantes da etapa MVS, foram filtradas de ruídos e pontos acima do solo e depois segmentadas por uma área comum (cobrindo as feições de instabilidade identificadas na encosta). Após, uma filtragem multi-etapas utilizou umalgoritmo especializado (Cloth Simulation Filter), as distâncias calculadas para uma superfície/nuvem de referência conhecida (dados LiDAR-ALS) e a remoção manual de pontos resultando em nuvens de pontos comparáveis, livres de objetos (apenas pontos de solo) e com erro de registro de 5cm medido em feições estáveis da encosta (p. ex., afloramentos rochosos). Uma comparação 3D nuvem a nuvem (método M3C2) detectou pequenas mudanças significativas em duas cicatrizes de deslizamento, sugerindo que estas áreas mudaram no intervalo de tempo do estudo, ou, que pontos não-solo ainda estavam presentes apesar da filtragem criteriosa (M3C2 considera a rugosidade das nuvens). Para considerar a origem dos dados (fotogramétrica) e melhorar os resultados, foram incorporados estimativas de precisão dos pontos (M3C2-Precision Maps), resultando em nenhuma alteração significativa detectada e correspondendo ao registro histórico da Defesa Civil local no período. O resultado representa um modelo histórico de mudança mais detalhado do que o monitoramento visual atualmente empregado. A prevenção é um dos principais pilares da gestão de desastres naturais, portanto, os resultados destacam um novo método de prevenção, de última geração e baixo custo, para monitorar movimentos de massa antes que eles ocorram e causem perdas e danos.
  • Imprenta:
  • Data da defesa: 28.04.2020
    • Acesso à fonte
    How to cite
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    • ABNT

      SANTOS, Luiz Fernando dos. Utilização de dados 3D de alta resolução para detecção de mudanças em movimentos de massa em Perus, São Paulo (SP). 2020. Dissertação (Mestrado) – Universidade de São Paulo, São Paulo, 2020. Disponível em: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/44/44137/tde-25082020-090103/. Acesso em: 19 abr. 2024.

    • APA

      Santos, L. F. dos. (2020). Utilização de dados 3D de alta resolução para detecção de mudanças em movimentos de massa em Perus, São Paulo (SP) (Dissertação (Mestrado). Universidade de São Paulo, São Paulo. Recuperado de https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/44/44137/tde-25082020-090103/

    • NLM

      Santos LF dos. Utilização de dados 3D de alta resolução para detecção de mudanças em movimentos de massa em Perus, São Paulo (SP) [Internet]. 2020 ;[citado 2024 abr. 19 ] Available from: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/44/44137/tde-25082020-090103/

    • Vancouver

      Santos LF dos. Utilização de dados 3D de alta resolução para detecção de mudanças em movimentos de massa em Perus, São Paulo (SP) [Internet]. 2020 ;[citado 2024 abr. 19 ] Available from: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/44/44137/tde-25082020-090103/

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