AVALIAÇÃO DA ACURÁCIA DAS COORDENADAS OBTIDAS NO GOOGLE EARTH PARA O MUNICÍPIO DE INCONFIDENTES - MG

Transcrição

1 5ª Jornada Científica e Tecnológica e 2º Simpósio de Pós-Graduação do IFSULDEMINAS 06 a 09 de novembro de 2013, Inconfidentes/MG AVALIAÇÃO DA ACURÁCIA DAS COORDENADAS OBTIDAS NO GOOGLE EARTH PARA O MUNICÍPIO DE INCONFIDENTES - MG Gabriel G. DONÁ 1 ; João B. TAVARES JÚNIOR 2 ; Lucia FERREIRA 3 Ana DJURICIC 4 RESUMO O objetivo do trabalho foi avaliar a acurácia das coordenadas obtidas no Google Earth para o município de Inconfidentes MG. As coordenadas extraídas no Google Earth são compatíveis com as de uma carta topográfica na escala de 1/ com padrão de exatidão cartográfica (PEC) Classe A. Na avaliação visual da qualidade geométrica das imagens do Google Earth, identificou-se problemas no registro das imagens e a não ortorretificação das mesmas, assim como a desuniformidade na resolução espacial das imagens. INTRODUÇÃO O Google Earth é uma ferramenta geográfica, lançada pela Google em junho de 2005, que disponibiliza informações geográficas de todo o globo terrestre. Os recursos disponibilizados pelo Google Earth não são inéditos, pois já existiam em outros softwares. O diferencial é a sua popularização, deixando de ser utilizado apenas por especialistas já que possui uma didática simples. O Google Earth possui um banco de dados constituído com imagens obtidas com sensores acoplados em diferentes plataformas orbitais, tais como o Landsat 7, Ikonos, Quickbird e Spot. As imagens disponibilizadas por esta ferramenta nem sempre são atuais e em algumas regiões a desatualização pode ser de mais quatro anos. Para representar as imagens utiliza-se a projeção cilíndrica e o datum WGS84, sendo as coordenadas apresentadas em uma das duas formas: a) Latitude e Longitude (graus decimais; 1 Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Sul de Minas Gerais Câmpus Inconfidentes. Inconfidentes/MG, 2 Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Sul de Minas Gerais Câmpus Inconfidentes. Inconfidentes/MG, joao.tavares@ifsuldeminas.edu.br; 3 Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Sudeste de Minas Câmpus Inconfidentes /MG, lucia.ferreira@ifsuldeminas.edu.br. 4 Institute of Photogrammetry and Remote Sensing (IPF), Karlsruhe Institute of Technology (KIT), Englerstr. 7, Karlsruhe, Germany, ana.djuricic@kit.edu

2 graus, minutos, segundos; graus, minutos decimais) e b) Universal Transversa de Mercator (UTM) em metros. Pela facilidade de manuseio, muitos usuários, têm utilizado de maneira aleatória as informações disponibilizadas pelo Google Earth, que vão desde a elaboração de planejamentos até a obtenção de informações topográficas com diversas finalidades, por exemplo, para regularização fundiária. Mesmo sendo considerado como uma ferramenta muito eficaz, há necessidade de avaliar as informações cartográficas extraídas do mesmo para aplicações que vão além das ações de planejamento. Neste contexto, o presente trabalho teve por objetivo avaliar a qualidade das coordenadas obtidas no Google Earth para o Município de Inconfidentes - MG, e efetuar sua classificação segundo o padrão de exatidão cartográfica (PEC). MATERIAL E MÉTODOS A região de estudo escolhida no Google Earth foi do município de Inconfidentes/MG. Este município encontra-se na região sul do estado de Minas Gerais. Para realizar este trabalho, primeiramente foi realizada a sinalização de 51 pontos amostrais, utilizando-se a ferramenta Adicionar marcador, os quais foram criteriosamente escolhidos na imagem do Google Earth. Na seleção dos pontos amostrais foram adotados os seguintes critérios: 1) ser de fácil identificação na imagem e no terreno; 2) ser de fácil acesso; 3) não apresentar elementos significativos ao multicaminhamente em seu em torno; 4) pertencer ao município de Inconfidentes/MG. Definido os pontos amostrais foi realizado a ocupação dos mesmos com o sistema GNSS (Global Navigation Satellite System - Sistema Global de Navegação por Satélite). Para o rastreamento dos pontos amostrais, dada à característica do trabalho, foi definido que pontos afastados da base até 5 km fossem rastreados por 10 minutos e pontos espaçados a mais de 5 km, por 20 minutos. Os dados coletados foram processados e listados em uma planilha eletrônica. Após o rastreamento para a obtenção das coordenadas foi realizada a identificação no Google Earth dos pontos homólogos aos levantados em campo e extraídas as suas coordenadas.

3 As coordenadas obtidas com o sistema GNSS e no Google Earth foram submetidas à análise estatística e em seguida realizou-se a classificação planimétrica do produto Google Earth segundo o padrão de exatidão cartográfica (PEC) e do erro padrão (ep) em uma das três classes listadas na tabela 01. Tabela 01: Valores do padrão de exatidão cartográfica (PEC) e do erro padrão (ep) planimétrico conforme o Decreto-Lei n /1984. Planimetria Classe PEC ep A 0,5 mm * escala 0,3 mm * escala B 0,8 mm * escala 0,5 mm * escala C 1,0 mm * escala 0,6 mm * escala RESULTADOS E DISCUSSÃO Ao executar as operações de campo, devido à falta de acessibilidade e/ou materialização de alguns pontos amostrais, estando estes bem distribuídos dentro da área de estudo, não foi possível rastrear todos. Neste caso foi realizada a substituição por outro ponto nas proximidades daqueles descartados. Para processar os dados coletados em campo, utilizou-se o software LEICA Geo Office, verificando-se pelo relatório de processamento que houve êxito nesta operação. O erro médio e o desvio padrão médio das coordenadas obtidas com o sistema GNSS dos pontos amostrais foram de 0,0010 m e 0,0005 respectivamente (Tabela 02). Tabela 02: Erro médio e desvio padrão médio das coordenadas obtidas em campo com o emprego do sistema GNSS. ΔE médio σ ΔE ΔN médio σ ΔN Δabs σ Δabs 0,0007 0,0003 0,0007 0,0004 0,0010 0,0005 Considerando que: 1) Dentre as imagens disponibilizadas pelo Google Earth a melhor resolução espacial apresentada é de 50 cm; 2) O erro médio das coordenados dos pontos amostrais rastreados como o sistema GNSS foi de 1 cm; 3) Todos os pontos apresentaram erro inferior à metade do tamanho do pixel, ou seja,

4 erro menor que 25 centímetros; não houve a necessidade de descartar pontos amostrais para efetuar a análise estatística. As coordenadas dos pontos amostrais obtidas em campo juntamente com as coordenadas dos pontos homólogos no Google Earth foram tabeladas e submetidas à análise estatística, sendo os resultados desta análise apresentados na tabela 03. Tabela 03: Resíduos médios entre as coordenadas obtidas com o emprego do sistema GNSS em relação às coordenas obtidas no Google Earth. ΔE médio σ ΔE ΔN médio σ ΔN Δabs σ Δabs -0,750 3,368 0,156 0,802 1,330 3,283 Para efetuar a classificação das coordenadas dos pontos amostrais obtidos na imagem do Google Earth segundo sua exatidão e precisão, conforme o Decreto- Lei n /1984, e identificar a escala do mapa equivalente, primeiramente efetuaram-se o cálculo do padrão de exatidão cartográfica (PEC) e do erro padrão (ep) equivalentes às escalas dos mapas cadastrais e topográficos para a classe A, B e C, sendo estes apresentados na tabela 04. Tabela 04: Valores do PEC e do erro padrão para as escalas dos mapas cadastrais e topográficos. Classe A Classe B Classe C Escala PEC (m) ep (m) PEC (m) ep (m) PEC (m) ep (m) 1/ / / / ,5 7, , / / ,5 1,5 4 2, / ,6 1, ,2 1/ ,5 0,3 0,8 0,5 1 0,6 Ao comparar os valores apresentados na tabela 03 com os valores apresentados na tabela 04, verifica-se que as coordenadas extraídas no Google Earth são compatíveis com as de uma carta topográfica na escala de 1/ classificada com PEC Classe A. Embora pela análise estatística pode-se verificar uma boa classificação para os dados obtidos na imagem do Google Earth, ainda há

5 necessidade de efetuar estudos sobre a qualidade das informações extraídas, quando seu emprego for para a elaboração de produtos que necessitam de acurácia, tais como os cartográficos. Considerando também que a área escolhida para o desenvolvimento do trabalho, restringe-se a uma pequena área, quando comparada à dimensão do nosso território nacional e, também, que as imagens disponíveis não possuem resolução espacial uniforme para todo o território, outros elementos ainda deverão ser avaliados para verificar as possibilidades de emprego destas imagens em quaisquer aplicações. Este resultado corrobora com estudos de Ribas (2007), na avaliação da exatidão e precisão cartográfica do Google Earth para a cidade de São Paulo, Curitiba e Juiz de Fora. Este autor, também destaca que este produto demostra ser uma ferramenta muito eficaz quando utilizada como base de apoio ao planejamento e tomada de decisões, mas que o seu uso é limitado para a elaboração de projetos de engenharia e atualizações cadastrais. Os resultados obtidos por Lopes e Nogueira (2011) indicam que há fidelidade geométrica da imagem do Google Earth em comparação ao mapeamento da área de estudo, mas que os valores de escalas obtidos com os parâmetros de precisão só tiveram resultados expressivos quando utilizou-se parâmetros grosseiros, demonstrando a má qualidade do registro das imagens do Google Earth. E, em muitos casos são bastante evidentes conforme apresentado na Figura 01. Figura 01 Exemplo de junção de imagens no Google Earth deslocamento visual (Fonte: LOPES e NOGUEIRA, 2011). Este problema pode ocorrer constantemente, em função da atualização das imagens do banco de dados do Google Earth. Outro problema relacionado à qualidade geométrica das imagens, é que elas nãosão ortorretificadas, como pode ser observado na figura 02.

6 Na figura 02 a, observa-se que os prédios situados na mesma região apresentam projeção opostas sendo uns projetados para a direita e outros para a esquerda. Na figura 02 b, tem-se a projeção de uma torre situada na cidade de São Carlos SP. Observe que há um grande deslocamento do topo da torre em relação à sua base. Isso reafirma que as imagens não são ortorretificadas e que há uso de imagens obtidas em posições distintas. Base Torre. Prédio deslocado para a direita. Topo da Torre. Prédio deslocado para a esquerda. (a) Figura 02: a) Goiânia - GO; b) São Carlos SP. (b) CONCLUSÕES Conclui-se que as coordenadas extraídas no Google Earth são compatíveis àquelas obtidas numa carta topográfica na escala de 1/ com PEC Classe A. A boa classificação apontada na análise estatística, não isenta da realização da avaliação visual da geometria das imagens. Ao utilizar as imagens os usuários devem estar cientes que há problemas, no registro das imagens, que elas não são ortorretificadas, e que não há uniformidade na resolução espacial das imagens. AGRADECIMENTOS Ao IFSULDEMINAS Câmpus Inconfidentes pelo apoio financeiro para a realização deste trabalho. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS RIBAS, W. K. Os limites posicionais do Google Earth. Esteio Engenharia e Aerolevantamentos S.A

7 LOPES, E. E. e NOGUEIRA, R. E. Proposta Metodológica para Validação de Imagens de Alta Resolução do Google Earth para a Produção de Mapas. Anais XV Simpósio Brasileiro de Sensoriamento Remoto, Curitiba, PR, Brasil, 2011.