Boletim - Centro de Informação Geoespacial do Exército · Uma estória da Carta Militar de Portugal 1:25.000 ... pectiva da essência do conceito de topografia, a pretensão é,

N.º 64 Novembro 2002

ISSN 0872 – 7600

Boletimdo

ISSN0872 - 7600

PropriedadeInstituto Geográfico do Exército

Av. Dr. Alfredo Bensaúde1849-014 LISBOA

Tel. – 21 850 53 00 Fax – 21 853 21 19

E-mail – [email protected] – www.igeoe.pt

DirectorManuel Mateus Costa da Silva Couto

Coronel de Cavalaria, Engº Geógrafo

ArticulistasJosé Ramos Rossa

Tenente-Coronel de Artilharia, Engº Informático

José Guerreiro MartinsTenente-Coronel de Artilharia, Engº Informático

Eduardo Garcia FernandesTenente-Coronel de Infantaria

Álvaro Estrela SoaresTenente-Coronel de Artilharia

Luis NunesTenente-Coronel de Artilharia, Engº Geógrafo

António CavacaMajor de Artilharia, Engº Geógrafo

Francisco GomesMajor de Artilharia, Engº Geógrafo

Madalena FernandesEngª Geógrafa

Domingas CardosoEngª Geógrafa

Carla RebeloEngª Geógrafa

Grafismo e PaginaçãoPaulo Caeiro

Tenente RC de Artilharia

Fotolito, Montagem e ImpressãoLT Designers

Tiragem1 000 Exemplares

Editorial

As condicionantes da insularidade na aquisição de dados para Cartografia Topográfica

A exactidão posicional em cartografia digital

Shuttle Radar Topographic Mission (SRTM)

Informação Raster

VMAP3: Uma realidade

Uma estória da Carta Militar de Portugal 1:25.000

Do digital para o analógico

O caminho da certificação do Sistema de Gestão da Qualidade e Ambiente no IGeoE

Indíce

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Boletimdo

>> Editorial

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O Instituto Geográfico do Exército (IGeoE) assume-se hoje como um produtorde informação geográfica onde a qualidade dos dados constitui uma preocu-pação constante e permanente em todas as fases do processo produtivo,

englobando a concepção, o desenvolvimentos e a produção da informação.

No virar deste novo milénio, onde não é só necessário fazer, mas fazer bem, o Institu-to procura, como aliás o vem fazendo desde sempre, adequar o saber e a tecnologiaadquiridos a tudo aquilo que faz, por forma a que a informação geográfica resultantetenha qualidade, precisão e rigor, e assim, os seus produtos, possam ser consideradoscomo dos melhores. Para tal adoptou-se uma política em que não é só preciso dizerque se faz, mas é necessário fazer o que se diz e demonstrá-lo de forma inequívoca.

O IGeoE, cuja Missão, para além do seu carácter essencialmente técnico-científico,estabelece, de forma inequívoca, um claro apoio à comunidade civil, através da dis-ponibilização de informação geográfica. Fá-lo tendo em conta as necessidades cadavez mais exigentes de uma comunidade de utilizadores de informação georeferen-ciada, sendo os seus produtos sujeitos a um rigoroso controlo de qualidade, preser-vando o meio ambiente, indo ao encontro das normas internacionais aplicáveis,através de um Sistema Integrado de Qualidade e Ambiente.

O IGeoE é hoje um organismo certificado segundo as normas ISO 9001 e 14001relativas, respectivamente, a Sistemas da Qualidade e Sistemas de Gestão Ambiental.

Conscientes da importância e da responsabilidade que as certificações referidasassumem, pela optimização e racionalização dos processos, pela redução dosdesperdícios e tratamento dos resíduos produzidos, iremos prosseguir na senda damelhoria contínua, disponibilizando informação geográfica de elevada qualidade,devidamente validada e controlada.

Hoje em dia, a investigação científica e o desenvolvimento tecnológico, a par dagarantia da qualidade e do respeito pelo meio ambiente, estão indissociavelmenteligados ao progresso, à modernização e ao desenvolvimento de um País, e é obriga-ção de todos os responsáveis, ao seu nível e no âmbito das suas atribuições,promovê-los e desenvolvê-los.

Esperamos assim, com o nosso contributo, concorrer para a eficiência do Exército,das Forças Armadas, e para o desenvolvimento Nacional.

Manuel Mateus Costa da Silva CoutoCor Cav Engº Geógrafo

Editorial

> António Cavaca, Major Art, Engº Geógrafo

Os sensores e a aquisição topográfica de ilhas

Nos tempos que correm, é vasta a gamade sensores para aquisição de dadosque se coloca à disposição da carto-

grafia moderna, utilizando diferentes bandasdo espectro electromagnético e possibilitandodiferentes graus de pormenor na aquisição dedados objecto.

A natureza e o objectivo da cartografia, o graude verosimilhança pretendido (figuras 1 e 2) en-tre o objecto e a sua representação, a escala aque se pretende representar ou é cartografica-mente representável o objecto, condicionam,tecnicamente, a opção pelo sensor a utilizar.

Na cartografia topográfica, vista pela pers-pectiva da essência do conceito de topografia,a pretensão é, claramente, a de representargraficamente e de forma inequívoca um deter-minado lugar, no respeito pela diversidadegeométrica e toponímica dos objectos e realida-des do terreno, que agrupados, consubstan-ciam os vários temas de informação geográficade base territorial.

A exigente capacidade de discriminação pro-piciadora de elevados graus de pormenor topo-gráfico, e o necessário rigor geométrico das enti-dades gráficas que, na representação, caracteriza-rão os objectos, condicionam à partida a escolhado sensor principal para a aquisição de dados.

Se a esta ideia se juntar o facto de, as por ve-zes pequenas dimensões das áreas a represen-tar, só terem expressão topográfica a médias ougrandes escalas (figuras 3 e 4), só um sensor deelevado poder resolvente poderá dar uma res-posta eficaz.

Tratando-se de cartografia de base, que sepretende concebida à custa de informaçãogeográfica georeferenciada, e considerando osmétodos de orientação directa, por si só, insufi-cientemente precisos para médias ou grandesescalas, então, a orientação terá de ser, inevita-velmente, condicionada a uma mais ou menosdensa malha de pontos terreno.

Quanto maior for o poder resolvente do sensor,menor será a margem de incerteza nas leiturasdos pontos terreno no espaço imagem, possibili-

As condicionantesda insularidade naaquisição de dados

para CartografiaTopográfica

As condicionantesda insularidade naaquisição de dados

para CartografiaTopográfica

Trabalho apresentado no Encontro de Cartografia e SIG: Pico – Açores – Outubro 2002

Para cartografia topográfica vectorial, a média/grandeescala, só a aquisição privilegiando a utilização da bandada luz visível, pode dar simultâneas garantias de grau de

pormenor adequado, rigor geométrico e precisãonumérica compatível na aquisição de dados deorientação, de modo a obter uma geometria de

representação realista e uma georeferenciaçãosuficientemente precisa.

Os sensores da banda do visível, analógicos ou digitais,têm uma componente funcional óptica significativa, o

que lhes impõe janelas de operabilidade, face àconjugação de condições atmosféricas, luminosidade e

morfologia do terreno, mais restritas que os sensoresoperando noutras bandas do espectro.

As ilhas atlânticas de origem vulcânica, apresentamespecificidades em termos de relevo, períodos e áreas de

exposição solar e condições climatéricas, geradoras decondicionantes na utilização da banda do visível.

Cartografar ilhas, impõe desde logo ao planeador e aoplaneamento, um conjunto de variáveis não controláveis,

cujo resultado prático se traduz num considerável graude incerteza nos prazos de execução, nos custos de

produção, e na qualidade final do trabalho.

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>>Boletim do IGeoE N.º 64 Novembro 2002

tando maiores precisões na obtenção dos dadosnuméricos de orientação da cober-

tura e consequentes maioresexactidões de georefe-

renciação nos produ-tos cartográficos.

No que se refereaos dados saídosdos vários sen-sores disponí-veis, é tambémde considerar,neste domínioda cartografia, aelevada certe-za possível deocorrer na in-terpretação outratamento deuma imagemreal, RGB oupancromática,por contrastecom a inevitávelincerteza na in-terpretação outratamento de

uma imagem com-plexa ou sintética,mesmo que, no se-gundo caso, tal sejafeito em ambientedigital recorrendo aalgoritmos de pro-cessamento robustose relativamente fiá-veis (figuras 5 e 6).

Os sensores da ban-da do visível, com umgrande peso históricona aquisição de dadospara cartografia, são,sem dúvida, os quecontinuam a melhorresponder aos requi-sitos a que até agorase fez referência, sendopacificamente aceitescomo os mais ade-quados na aquisiçãopara produção decartografia topográfica,a média ou grandeescala.

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>> As condicionantes da insularidade na aquisição de dados para Cartografia Topográfica

Figuras 1 e 2 – Verosimilhança entre objecto e representação gráfica

Figura 6 – Uma imagem LASER (processada):menor certeza na interpretação

Figura 4 – Selvagem pequena: expressãocartográfica a grandes escalas

Figura 5 – Uma imagem RGB: maior certezana interpretação

Figura 3 – Ilha do Corvo: expressãocartográfica a médias ou grandes escalas

Tal como em outras áreas da esfera de acçãotécnica, também neste campo, a perfeição éalgo que teima em escapar ao humanos. Com-parativamente com os sensores operando nabanda das microondas, ou com os sensoreslaser, os sensores que operam na tradicional-mente chamada banda fotográfica, são aquelesque apresentam maior susceptibilidade deserem negativamente influenciáveis pelo meio,através de factores naturais exógenos ao pro-cesso cartográfico.

Influência das especificidades de climae orografia

As ilhas portuguesas do Atlântico Norte, dadaa sua envolvente natural, e as latitudes a que seencontram, apresentam um clima com especi-ficidades condicionantes à aquisição eficaz dedados utilizando sensores da banda da luzvisível. Os tetos baixos, os elevados níveis dehumidade atmosférica, a baixa frequência deocorrência de atmosferas totalmente limpas, ainstabilidade e a por vezes não previsibilidaderigorosa das condições atmosféricas, consti-tuem-se como factores limitadores ao planea-mento de uma cobertura aerofotográfica, quese pretende sem lacunas de informação (figura 7).

Por outro lado, por se tratarem de ilhas deorigem vulcânica em que o principal agenteerosivo são as chuvas, apresentam uma morfo-logia muito característica e algo “agressiva” aoprocesso cartográfico (figura 8), caracterizadapor relevos bastante pronunciados e com varia-

ções altimétricas consideráveis.A existência de uma superfície topográfica

apresentando diferenças de cotas elevadasentre linhas de festo e talvegues adjacentes, porvezes ligados por declives bastante acentuados,limita, no tempo, os períodos de exposição so-lar em que é garantida a necessária homoge-neidade na iluminação dos objectos de toda aárea a levantar (figura 9).

Mesmo no período do ano em que a alturado sol acima do horizonte é máxima, só numajanela de tempo próxima do meio dia solar,com o sol a Sul, é possível garantir similares ní-veis de reflectância entre iguais objectos situa-dos em diferentes planos de nível, com a agra-vante de, neste período do dia, se fazer sentirmais negativamente o efeito nefasto da luzdifusa do céu.

Nas encostas mais inclinadas viradas a Norte,ou nas escarpas com a mesma orientação(figura 10), os períodos de exposição são muitoreduzidos, sendo quase impossível garantir,nestas áreas, uma cobertura com luminosidadeideal. A alternância de sol e sombra, comprome-te o rigor da aquisição, inviabilizando-a inclusivéem áreas de sombra total, por se constituírem co-mo manchas de inexistência de informação(figura 11). Assim como não é possível alteraros tempos de exposição em partes do planoimagem do sensor, também não é possível, narevelação, processar quimicamente partes dofilme de forma diferenciada, o que obriga aque, para se tentar obter os contornos dosobjectos na zona de sombra, se “queime” a pe-lícular na zona de maior energia, procedimento


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Figura 7 – Região NE / Madeira: Ocorrência de tetos frequentemente baixos

Figura 8 – Representaçãoda morfologia da região dasSete Cidades – Açores

que se configura obviamente como inconse-quente.

Se os factores climáticos e orográficos, quan-do considerados independentemente já apre-sentam consideráveis limitações, se analisados deforma conjunta agravam as dificuldades, dadoque, são muitas as situações em que às relati-vamente boas condições de exposição, se jun-tam más condições de teto ou de transparênciaatmosférica, ou vice versa.

Influências no processo cartográfico

Caderno de encargosPara além da manifesta preferência, por ale-

gadas razões logísticas, em executarem traba-lhos no continente em detrimento dos trabalhosnas ilhas, negociar cadernos de encargos comempresas de fotografia aérea, para a realizaçãode coberturas com esta envolvente geográfica,assume normalmente contornos invulgares.Desde logo na discussão das cláusulas técnicas deaceitação do trabalho, em que, a empresa tentaforçar a cláusula de aceitação das percentagensde áreas de lacunas motivadas por sombras ounuvens, para valores acima dos normais. Se, poruma lado, as percentagens acordadas forem re-lativamente elevadas, recairá sobre a cadeia deprodução, um significativo acréscimo de traba-lho de completagem e reconhecimento topo-


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Figura 11 – Deserta: Orientação aproximada N /Ssol e sombra quase inevitáveis

Figura 9 – Variação da exposição solar – maior tempo equivale a cor mais brilhante

Figura 10 – Madeira NE: Sombra quase permanente em escarpasviradas a norte

gráficos; se, por outro lado, as percentagensacordadas forem relativamente baixas, a proba-bilidade de parte da cobertura ser repetida emprejuízo da empresa, aumentam.

Do ponto de vista dos prazos de entrega dotrabalho, estes só são aceites pela empresa, senão forem excessivamente restritivos, de modoa darem margem de manobra na procura dascondições que permitam um trabalho lucrativo,e que satisfaça ambas as partes contratantes.

A parte financeira negociada, assume semprevalores muito superiores aos de igual área con-tinental, não só pela distância entre a sede dasempresas e o local do trabalho, mas principal-mente por estas considerarem as coberturas dasilhas como um trabalho com riscos financeiros,dada a existência de uma série de variáveis nãocontroláveis e pouco previsíveis, geradoras deimpossibilidade de, à prióri, se estimarem comrigor, as despesas na execução do trabalho.

Plano de voo A configuração geométrica de uma ilha, a

orientação da sua orografia, as variações alti-métricas e a escala de voo são os principaisfactores a ter em conta na definição da geo-metria da cobertura.

As ilhas, independentemente do seu proces-so de formação, apresentam normalmente aorientação da sua orografia mais significativa,

coincidente com a sua maior dimensão, o quedefinirá a direcção de orientação das fiadas decobertura longitudinais.

Dadas as normalmente difíceis acessibilidadesem ilhas, é vantajoso privilegiar fiadas de tranca-mento em detrimento do maior número depontos de apoio no início e fim de cada fiadalongitudinal. A forma arredondada das ilhas im-põe um aumento de fiadas de trancamento,comparativamente com um bloco de voo conti-nental com igual área, que normalmente apre-senta uma forma quadrangular (figura 12).

As variações bruscas da altimetria obrigam aparticionar fiadas, subindo a altitude de voo,em troços da fiada, para garantir homogenei-dade de escala, ou pelo menos, para garantiruma escala média de voo com pequenos desviosem relação à média.

A escolha da escala de voo, inversamenteproporcional à altura acima da cota média dosolo, em ilhas, representa sempre uma soluçãode compromisso.

Numa situação de atmosfera limpa, o ideal évoar a uma escala o mais pequena possível, des-de que, os erros inerentes sejam aceitáveis à es-cala da representação. A mais pequena escalapossível, representará menor número de fiadas avoar, menor número de fotogramas a processar,menor número de modelos estereoscópicos emaparelho, ou seja, menores custos para o produ-

tor da cartografia.Em ilhas, e porque os tetos

são frequentemente baixos,opta-se normalmente por es-calas um pouco maiores doque o estritamente necessário,baixando a altura de voo, “áprocura” de atmosferas lim-pas, assumindo-se, logo à par-tida, um aumento nos custosde produção.

Outro dos problemas que secoloca ao planeamento devoos em ilhas, surge no factode, com alguma frequência,na proximidade de uma ilhade maior dimensão existiremilhéus ou rochedos com ex-


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Figura 12 – Plano de Voo – Madeira – Escala média 1/17000 – fiadas de trancamento (vermelho);¨fiadas longitudinais com partição (baixas : azul escuro / altas : azul claro)

pressão, ou valor cartográfico, para serem resti-tuídos, mas de acessos difíceis para apoiar,senão mesmo inacessíveis.

Se os dados de orientação directa fossem su-ficientemente fiáveis, poder-se-ia planear umafiada mais baixa sobre os rochedos, com doisdisparos, e o problema resolver-se-ia. Como talnão é possível, a solução terá de passar por pla-near uma fiada mais alta do que a cobertura ge-ral, apoiada na periferia da ilha maior, de modoa simultaneamente enquadrar parte da ilhamaior e os rochedos ou ilhéus (figura 13). Comeste procedimento, para além de se aumentar onúmero de exposições, corre-se o risco de, casoa distância entre as duas massas terrestres sejaelevada, não existir um teto suficientemente alto,de modo a viabilizar esta solução técnica.

Apoio da coberturaQualquer que seja o método de orientação

apoiada utilizado, a malha de pontos de apoio,para ser eficaz em morfologias insulares vulcâ-nicas, terá de ser mais densa do que o preconi-zado nos modelos standard para orientação decoberturas.

Considerando que, hoje em dia, todas as co-berturas são apoiadas com apoio aéreo cine-mático a precisões compatíveis nos elementos deposição, pode tomar-se como aceite, a ideia deorientações com “apoio mínimo”, no entanto,esse mínimo, no presente cenário, continua aser considerável.

A quebra da regularidade do alinhamentodas fiadas, ou a alteração de escala entre fiadas,deverá ser compensada com a existência de

pontos simultaneamente existentes no espaçoobjecto e no espaço imagem, de modo a ga-rantir a necessária continuidade geométrica,para, por triangulação e ajustamento, obter oselementos de orientação da cobertura. Assim, onúmero de pontos fotogramétricos, aumentaráfruto do relativamente elevado número de fia-das de trancamento, aumentará tanto maisquanto mais zonas de sobreposição entre fiadasde diferentes escalas existirem, aumentará tam-bém tanto mais, quanto maior for o número departições por fiada (figura 14).

O modelo de apoio académico, nomeada-mente para orientação por correlação de ima-gem, à custa de quatro pontos de apoio noscantos do bloco e um no centro, não tem qual-quer eficácia em blocos de voo de geometriairregular e com grandes variações de relevo, co-mo é o presente caso.

Se a este acréscimo na necessidade de apoiocorresponder um decréscimo na facilidade deacessos a alguns dos locais ideais, a complexida-


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Figura 14 – Ilha do Porto Santo: Plano de voo para um voo com apoio aéreo cinemático e respectivoapoio terreno para garantir apoio da cobertura, ligação em áreas de alteração de escala e apoio dos ilhéus

Figura 13 – Ilha doPorto Santo : Plano de voo com quatro fiadasapoiadas, a dois disparoscada, para enquadrar os rochedos envolventes.

de do apoio da cobertura será ainda maior,traduzindo-se em custos também eles maiselevados.

Orientação da coberturaPara coberturas com apoio aéreo cinemático

e assumindo como insuficientes as precisõesassociadas aos três elementos de atitude dossistemas inerciais, a orientação terá de ser obti-da por triangulação aérea, através do condicio-namento a uma malha de pontos terreno. Paratal, poder-se-ão utilizar algoritmos que combi-nam operações de triangulação e ajustamentogeométricos com operações de correlação ra-diométrica de imagens, ou poder-se-ão utilizaralgoritmos de triangulação e ajustamento pura-mente geométricos.

Com o primeiro tipo de algoritmos, o êxitoda triangulação e do ajustamento numéricos,depende da fiabilidade com que anteriormenteas imagens do bloco tiverem sido “relativizadas”por correlação radiométrica nas áreas de sobre-posição, com especial importância nas corres-pondentes às áreas de Von Gruber.

As manchas com elevada homogeneidade devalor de pixel, como é o caso das zonas desombra total, são, por natureza, áreas que apre-sentam baixos índices de correlação. Quandoa correlação acontece nestas áreas, nomeada-mente por se ser tolerante no coeficiente míni-mo de correlação imposto à priori, esta traduz-se, em muitos casos, na obtenção de soluçõeserráticas, dando origem às chamadas áreas decorrelação suspeita (figura 15).

O surgimento destas áreas suspeitas traduz--se na existência de supostos pontos homólogosem coordenadas imagem, cuja posição relativaem cada um dos referenciais bidimensionais dopar, impõe desvios acima da tolerância. Naprática, se estes pontos de correlação não foremanulados, produzirão um efeito de arrastamentode uma imagem em relação à outra, impondovalores de paralaxe residual no modelo, quepõem em causa a obtenção da terceira dimen-são da matriz imagem, com rigor adequado.

Por outro lado, se se for mais exigente em ter-mos de coeficiente de correlação, (próximo de1), o algoritmo, operando em torno das áreasde Von Gruber, é suficientemente “inteligente”para se afastar das zonas de má correlação,podendo, inclusivé, não encontrar nenhumponto de correlação fiável numa determinadaárea (figura 16).

Quanto mais áreas de Von Gruber estiveremna sombra, menor será a redundância no ajus-tamento do processo, podendo-se chegar a si-tuações de perda de convergência, e por con-seguinte ao surgimento indesejado, de modelossem solução de correlação.

A triangulação por correlação de imagem,apresenta a vantagem de proporcionar ao utili-zador elevados níveis de interacção, nomeada-mente no que se refere à utilização de ferra-mentas de análise numérica; possibilita tambéma utilização de alguns automatismos, com oconsequente ganho em tempo.

Em imagens com a habitual distribuição ra-diométrica resultante das coberturas das ilhas


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Figura 15 – Área de correlação suspeita: é visível quegeometricamente não se tratam de pontos homólogos verdadeiros

Figura 16 – Correlação com coeficiente imposto próximo de 1: O algoritmo "foge" das zonas de sombra nas áreas de correlação

em estudo, o mais seguro é triangular a partirde leituras feitas por um operador, utilizar algo-ritmos de triangulação puramente algébricos,executar as operações minimizando a utiliza-ção de automatismos, ou seja, com total con-trolo sobre os processos. Os gastos em tempoterão assim de ser substancialmente maiores,mas minimizam-se as possibilidades de ocor-rência de erros numéricos nas orientações.

Verificação e validação dos dados deaquisição

Quanto mais significativas forem as lacunasfotográficas, por sombras ou nuvens, maior seráo peso dos trabalhos em matéria de reconhe-cimento e completagem (figura 17).

A Informação geográfica que não puder serextraída directamente da cobertura, terá de serobtida por outros métodos de aquisição, en-trando no processo cartográfico como informa-ção adicional (figuras 18 e 19).

O trabalho de campo assume, neste caso, umpapel preponderante, no entanto, a existênciade consideráveis áreas de lacunas, como é ocaso habitual em coberturas das ilhas, coloca ascampanhas topográficas, logisticamente próximasdo financeiramente inviável.

Tratando-se de cartografia de base, e no pre-sente de cartografia de base em formato digital,impõe-se o necessário e compatível rigor na de-finição geométrica e na georeferenciação dosobjectos terreno. No entanto, executar em no-me deste rigor, o levantamento topográfico decada realidade terreno cartografável, por métodosde topografia clássica, ou mesmo por métodosde topografia espacial, obrigaria a um tempo depermanência das equipas no campo, que au-mentariam incomportavelmente os custos deprodução. A opção terá, nestes casos, de passarpor uma solução de equilíbrio entre o rigorposicional e geométrico da informação adicionale o custo das campanhas topográficas.

Em alguns temas de informação geográficaque apresentem, no tempo, baixos níveis dedesactualização, como é o caso da altimetriaou da hidrografia, pode utilizar-se, comoinformação de partida para trabalhos de campo,a correspondente às áreas de lacuna adquirida


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Figura 19 – Ilha da Madeira: Informação vectorial completadacom informação antiga

Figura 17 – Ilha da Madeira: zona de sombra

Figura 18 – Informação vectorial altimétrica com possibilidadede ser extraída (da fig. 17)

em anteriores edições, aligeirando-se assim otrabalho relativo a estes temas, dado que, nestecaso, não é necessário adquirir de novo, massim apenas validar.

As nem sempre boas ou fáceis acessibili-dades e as frequentes condições climatéricasadversas, são também, nesta fase do processocartográfico, factores que pesam negativamenteno andamento dos trabalhos.

Utilização dos dados de aquisição paraprodução

Optando pelo conceito de cartografia topo-gráfica num sentido menos clássico, poder-se-ádividir este tipo de cartografia em duas áreasde representação complementares, por umlado englobando produtos de informação vec-torial, e por outro, produtos de informaçãoimagem.

No âmbito da cartografia vectorial, as áreas deocultação de informação por nuvens ou som-bras, condicionam fortemente a vectorizaçãopor estereo-restiuição ou por qualquer outrométodo, na medida em que, mesmo que asombra ou o mascaramento pelas nuvens nãosejam totais, as arestas que materializam os con-tornos dos objectos ou são deficientemente de-finidas, ou se apresentam descontinuadas.

Poder-se-á, em suporte digital, através da uti-lização de ferramentas de manipulação, execu-tar uma melhoria da radiometria da imagemque permita diferentes combinações de brilhoe contraste nestas áreas, possibilitando assim,

de um ponto de vista teórico, uma melhor dis-criminação entre o objecto e o espaço circun-dante. As capacidades destas ferramentas sãoobviamente limitadas, na medida em que, nãoé possível retirar da imagem o que ela original-mente não tem.

No processo fotogramétrico, para produçãode vector georeferenciado, estas áreas consti-tuir-se-ão como áreas de lacuna, aguardando achegada de informação obtida por outrosmeios de aquisição, no sentido de completar ainformação vectorial adquirida, para a poderenviar para uma base de dados geográfica oudirectamente para edição.

Para produção de cartografia imagem, os pro-blemas não são menores, desde logo para geraro modelo de terreno que permita a ortorec-tificação das imagens.

Só existem duas formas de modelar digital-mente o terreno, ou por correlação de imagemou por interpolação da informação vectorial.Para o primeiro caso, os algoritmos de correla-ção para modelar vão encontrar os mesmosproblemas já referidos para os algoritmos deorientação por correlação.

No segundo caso, por interpolação do vector,a modelação será tanto mais fina e real quantomais densa for a informação vectorial de base.

Em zonas de sombra total, abaixo de umadeterminada cota, a inexistência de informaçãovectorial tridimensional daí extraída, vai fazercom que o algoritmo de modelação corte o ter-reno através de superfícies mais ou menosregulares e mais ou menos planas, obtendo-se


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Figura 20 – Ilha da Madeira: Modelo obtido apenas com a informaçãoextraída (modelo irrealista)

Figura 21 – Ilha da Madeira: Modelo obtido com a informaçãoextraída mais a antiga (modelo realista)

um modelo totalmente irreal nas zonas delacuna (figuras 20 e 21).

Nos vales com sombra, onde o operador defotogrametria não conseguiu traçar com rigor arespectiva linha de água, ou a traçou sem estarpousada sobre o terreno, o modelo será poucorealista, num caso, por falta de linhas de quebrano fundo do vale, no outro, por quebrar acimaou abaixo da cota certa.

Todas esta incongruências entre o modelo e oobjecto, vão fazer sentir-se negativamente nageometria e na métrica da ortofotocarta.

As zonas de inexistência de informação ima-gem nas coberturas são muito complexas, nãosó por criarem um problema de difícil resolu-ção nos patamares iniciais e intermédios daprodução, como pelo facto de, no final, impo-rem um elevado nível de degradação da qua-lidade cartográfica do produto.

Conclusões

Embora a cartografia topográfica de ilhas nãopossa, ou não deva, ser considerada uma odis-seia, o que é certo é que, a execução de traba-lhos cartográficos em áreas insulares ou emáreas continentais, traduzem diferenciadas difi-culdades na aquisição de dados.

Sendo de pacífica aceitação que a qualidadedo produto cartográfico, depende, em boa me-dida, da qualidade dos dados no terreno adqui-ridos, parece claro que, a qualidade da carto-grafia de ilhas, nas condições do presente traba-

lho, terá grandes probabilidades de ficar aquémdo desejado.

O processo de produção de cartografia, leva-do a cabo por entidades públicas ou privadasassume custos, custos esses, que terão de cabernecessariamente dentro dos orçamentos dis-poníveis.

A questão da aceitação à priori de algumaprobabilidade de perda de qualidade na carto-grafia topográfica de ilhas, não é, por isso, resul-tado do “tecnicamente impossível”, mas sim do"economicamente inviável".

Para terminar o presente trabalho e não que-rendo deixar uma imagem excessivamentefatalista, poder-se-á sustentar a ideia de que:

“nem a cartografia escapa aos contratemposda insularidade”

Bibliografia

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KIEFER, Lillesand – Remote Sensing and ImageInterpretation. Wiley, Fourth Edition, New York,2000.

WOLF, Paul – Elements of Photogrammetry.McGraw-Hill Kogakusha Ltd, Madison, 1974.

ZI Imaging – Automatic Triangulation User´sGuide. Huntsville 2001.


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> José Rossa, Tenente-Coronel Art, Engº Informático

Evolução do sistema de produção cartográfico

D esde o início da produção da carto-grafia o erro da mesma assume sempreum papel importante. O erro é resul-

tado de diversos factores. O primeiro de todosresulta da projecção cartográfica, ou seja, datransformação duma superfície curva numa su-perfície plana por meio de processos analíticos,como é o caso da maioria das projecções utili-zadas em cartografia. À medida que a tecnolo-gia vai evoluindo os equipamentos vão sendocada vez mais precisos, e como consequência,o erro associado a estes vai diminuindo. No iní-cio, nos levantamentos com prancheta podíamoster erros associados ao mau nivelamento daprancheta, às observações, registos e cálculosdas direcções e distâncias, entre outros. Como aparecimento da fotografia aérea deu-se umimportante salto em frente, diminuindo bastan-te o trabalho de campo e os erros associadosao mesmo. No entanto, os erros passaram a serresultantes doutros factores. Vamos ter uma fo-tografia que não é mais do que uma projecçãocónica numa determinada escala. A distorçãoda lente da câmara não é uniforme, pelo quetem de ser determinada para posterior correc-ção. Passou a haver um erro associado ao apoiofotogramétrico, inicialmente feito par a par (en-tre fotografias adjacentes da mesma fiada) ehoje em dias por aerotriangulação automática.Os pontos de apoio (PA) não são perfeitamentedefinidos no terreno e na fotografia. A sua mar-cação na fotografia é materializada por um cír-culo que tem um determinado raio. Com a in-trodução da triangulação aérea (TA) em vez deser necessário levantar seis pontos por par defotografias (modelo), passou-se à determinaçãodas coordenadas de vários pontos num blocode fotografias, designados por pontos fotogra-métricos (PF). Nestes pontos, estão incluídos ospontos de controlo (PC) obtidos por Global Po-sitioning System (GPS). O processo baseia-seem pontos de coordenadas conhecidas com osquais vão ser calculadas coordenadas para ou-tros pontos, pontos artificiais, que apenas sãomedidos nas fotografias, diminuindo assim anecessidade de apoio no campo. Neste proces-

A exactidãoposicional em

cartografia digital

A exactidãoposicional em

cartografia digital

Na implementação de sistemas deinformação geográfica, é utilizada

uma grande diversidade de fontes deinformação georeferenciada com

características muito diferentes, noque diz respeito à origem, processos

de produção, formas derepresentação e exactidão posicional

da mesma. De acordo com as futurasnormas da International Standards

Organization (ISO) 19113 e 19114 oselementos de qualidade são: a

exactidão posicional, consistêncialógica, completude, exactidão

temporal e exactidão temática. Nestetrabalho apenas será abordada a

exactidão posicional, isto é, pretendefazer-se uma abordagem sobre os

erros associados ao posicionamentoda informação num processo de

restituição fotogramétrico digital. Foiescolhido este processo por serconsiderado bastante exacto e

envolver um número elevado defontes de erro.

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so como vamos ter pontos, cujas coordenadassão conhecidas podemos logo à partida deter-minar o erro associado à compensação do blo-co de fotografias. No entanto, não é possíveldeterminar a quantidade do erro que deriva demá leitura de pontos, do erro associado àscoordenadas dos pontos que são fornecidas,etc. A rede geodésica nacional é estabelecidapelos métodos do posicionamento geodésico,a partir dum datum geodésico local. Assim, sãomaterializados pontos na superfície designadospor vértices geodésicos, entre os quais são me-didos ângulos de forma a constituir-se umarede geodésica, formada por triângulos. É me-dida, pelo menos, uma base e um azimute as-tronómico. Por fim são propagadas as coorde-nadas geodésicas a partir do datum a todos osvértices da rede. A rede geodésica é resultadoduma compensação, uma vez que são feitasleituras em todos os vértices que a compõem.No entanto o erro associado a esses cálculos édesconhecido, isto é, não é considerado já co-mo erro, aquele que deriva do processo detriangulação e compensação da rede. A evo-lução continua, com o aparecimento da foto-grafia digital, que permite a triangulação aéreaautomática, tendo como base a correlação deimagens. No entanto, este processo de digitali-zação da fotografia ou obtenção da fotografiadigital tem logo à partida um passo que vai limi-tar a sua exactidão, que é a discretização dumelemento que até agora era tido como contí-nuo e rigoroso. O único factor de limitação daexactidão era o factor de ampliação. A fotogra-fia digital leva ao aparecimento dum novo ter-mo no léxico cartográfico, que é a resolução dafotografia digital. Se cada pixel da fotografia ti-ver uma dimensão no terreno de 5×5 metrosnão podemos esperar obter uma exactidão de0.2 metros, por exemplo. Assim, logo à partidaestou a limitar o valor inferior do intervalo doerro que vou obter. O suporte de representa-ção da cartografia também tem evoluído aolongo dos tempos. Temos cartas impressas re-sultantes do desenho da informação em espelhonuma pedra. Estas cartas são verdadeiras obrasde arte pela paciência e rigor com que a infor-mação era desenhada. A impressão em papel

acompanhou o desenvolvimento da litografiadesde o preto e branco até à cor. O processoda cor teve início com a impressão de cores di-rectas em que é produzido um fotolito por ca-da cor impressa, depois evoluiu para a quadri-cromia, em que com quatro cores é possívelimprimir imagens. Desde o final do último sécu-lo, tem-se constatado o abandono da neces-sidade da existência do fotolito sendo a impres-são feita directamente sobre as chapas que vãoser colocadas nas máquinas de impressão. Hojeem dia, o suporte da informação é digital, e porconseguinte, é possível imprimi-la a pedido emimpressoras de alta resolução com uma quali-dade próxima da que se obtém na litografia.Estamos na era da chamada impressão digital.Falando agora de erros, no início quando se de-senhava a carta manualmente era aceite o cha-mado erro de graficismo, 0.2 mm da escala dedesenho, o factor limitador era a espessura dodispositivo de desenho e a espessura mínimado traço que podia ser impresso. Na era da im-pressão digital o factor limitador é o rigor dodispositivo de impressão, e a qualidade do pa-pel utilizado que pode alastrar mais ou menosa tinta (ganho de ponto). A espessura mínimado traço é muito superior à do processo litográ-fico assim como o controlo da cor ainda nãoatingiu a qualidade exigida em documentoscartográficos. Numa impressora vulgar do mer-cado com capacidade para tamanhos A0, po-demos obter erros de impressão da ordem devários mm, sem que nos apercebamos do facto.Estamos num contra censo, neste momentoexiste software que permite o desenho com umrigor muito grande, no entanto esse rigor per-de-se quando é transposto para o papel. Apenasdispositivos muito caros e que utilizam proces-sos fotográficos conseguem, até agora, manter aescala de impressão dentro dos limites aceitáveispara produção de cartografia.

Outro tipo de erro que deve ser tido em con-sideração são as omissões de informação ou amá interpretação da mesma. A validação destetipo de erro não tem sofrido alterações ao lon-go da evolução dos processos cartográficos e foidifícil de quantificar até ao aparecimento da fo-tografia digital. A sua validação tem sido por

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>> A exactidão posicional em cartografia digital

comparação de dois documentos distintos: afotografia e a impressão da informação restituí-da. Actualmente tendo a informação resultanteda restituição e a da fotografia, ambos em for-mato digital e georeferenciadas, é possível fazera sobreposição da informação restituída sobre afotografia digital. Com este processo é possívelfazer a validação quanto aos erros de omissão,comissão, ou seja, a completude, consistêncialógica e exactidão temática.

O sistema fotogramétrico analógico comaquisição digital começou de forma isolada emmeados do anos 70. Actualmente o sistema fo-togramétrico é também digital e completamen-te integrado na cadeia de produção através deredes de dados, que permitem um fluxo deinformação duma forma fácil e rápida.

Sistema de produção actual do IGeoE

Características dos voosO tipo de filme usado é fundamental para se

obterem imagens do terreno adequadas aosprocessos que vão seguir-se. O filme não émais que uma base plástica (poliester) sobre aqual é espalhada uma emulsão gelatinosa con-tendo micropartículas de sais sensíveis a várioscomprimentos de onda. A base de poliesternão deve sofrer dilatações nem torções, isto é,deve possuir uma grande estabilidade dimen-sional. Outros cuidados a ter em consideraçãosobre o processamento de filmes e sua digi-talização são descritos em Mello et al. (2001)

Desde meados da década de 90 que a cadeiade produção do IGeoE passou a utilizar exclu-sivamente fotografias aéreas a cores. São forne-cidas pela empresa que efectua o voo junta-mente com as coordenadas WGS84 dos centrosde projecção de cada uma delas. Ultimamenteforam feitas experiências com sucesso em quea empresa que efectua o voo fornece para alémdas coordenadas do centro de projecção aatitude do avião no momento do disparo, ouseja, Φ, Ω e Κ. Neste método é necessário umaprévia calibração da atitude do avião com vistaa determinar ∆Φ, ∆Ω e ∆Κ, ou seja, os desviosa serem utilizados na correcção. Para determi-

nação destes valores de correcção é efectuadoum pequeno bloco de fotografias, utilizando ométodo clássico de triangulação aérea, com oobjectivo de determinar os valores de Φ, Ω eΚ para cada fotografia. Estes valores são com-parados com os valores fornecidos pelos instru-mentos de bordo do avião e determinadas asdiferenças entre ambos. No final é determina-do o valor médio para o bloco, que correspon-de à média dos desvios de cada fotografia paraΦ, Ω e Κ e que passam a constituir os valoresde correcção ∆Φ, ∆Ω e ∆Κ. Após a sua determi-nação é voado o bloco completo e corrigidocom os valores determinados pelo processoanterior. Cada vez que a câmara for retirada ecolocada na aeronave, este processo de deter-minação dos valores de correcção terá de serefectuado, assim como se um novo bloco a voarse situar muito distante daquele onde a calibração foi efectuada.

Actualmente está a processar-se uma grandemudança nos sistemas de posicionamento eorientação espacial (georeferenciação) de foto-grafias aéreas. A Applanix desenvolveu um desistema de posicionamento e orientação espa-cial (POS) que integra a precisão do GPS comtecnologia inercial de forma a fornecer conti-nuamente os valores da posição, roll, pitch edirecção do avião. O sistema de posicionamen-to e orientação espacial POS/AV-DG™ é dese-nhado para a georeferenciação de fotografiasaéreas. Integra a mais recente tecnologia desensores inerciais, tecnologia GPS e software depós-processamento. O sistema mede a posição(X, Y, Z) do centro de projecção e os elementosde rotação (omega, phi, kappa) para cada foto-grafia. Este tem uma precisão de 5-10 cm nadeterminação do centro de perspectiva e de20-30 arcsec na orientação dos ângulos de ro-tação. Esta precisão permite a georeferenciaçãoda fotografias aéreas sem ser necessárioefectuar a triangulação aérea e com pouco ounenhum apoio de campo, para escalas médias.Uma descrição mais completa do sistema podeser encontrada em Mostafa (2001).

Para grandes escalas, como sejam 1/500, estesistema pode ser usado como dados de partidapara a triangulação aérea automática,


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permitindo à partida uma mais rápida correla-ção de imagens.

Um grande avanço deste sistema será quandoa correcção da atitude do avião no momentodo disparo puder ser corrigida pelo estabilizadorda máquina em tempo real. Desta forma, as fo-tografias aéreas em filme poderiam ser obtidasduma forma perfeitamente vertical, neste mo-mento como esta correcção é feita à posteriorapenas as fotografias digitais podem ser corrigi-das. Existem avanços nesta área com o sistemaForward Motion Compensation (FMC), aindacom algumas limitações para câmaras de foto-grafia aérea que utilizam filme, de acordo comHeier (2001).

A fotografia aérea digital também está a sofrerum grande desenvolvimento, neste momentoexistem duas correntes tecnológicas: uma ba-

seada numa linha de sensores e outra baseadanuma matriz de sensores.

A primeira está a ser desenvolvida pela LHSystems e é designada por Airborne Digital Sen-sor 40 (ADS40). Esta câmara tem três linhas desensores, capturando informação pancromá-tica, uma capta informação para a frente da di-recção de voo, outra à vertical da direcção devoo e a última para a retaguarda da direcçãode voo. Na solução desenvolvida para a ADS40cada sensor é constituído por duas linhas de12 000 células Charged Cuple Device (CCD)desfasadas de meio pixel (3.25 µm). Conjunta-mente com estes três sensores esta câmara con-tém quatro linhas de sensores com 12000 célu-las para aquisição de informação multiespec-tral. A aquisição é feita nas seguintes bandas doespectro electromagnético: vermelha (535-660µm), verde (430-490 µm), azul (430-490 µm)e infra-vermelho próximo (835-885 µm). Destaforma este sistema integra a capacidade deprodução de informação para fotogrametriaassim como para detecção remota.

Utilizando a mesma corrente tecnológica delinha de sensores no domínio da fotografia aé-rea digital temos ainda a High Resolution StereoCamera – Airborne (HRSC-A), originalmentedesenvolvida para as missões aeroespaciais aMarte, desde 1997. É uma câmara com novelinhas de sensores com capacidade multi-es-pectral e multi-estereo, que fornece imagensdigitais ortorectificadas e modelos digitais doterreno com uma exactidão de 20-30 cm.Cinco linhas de CCD são pancromáticas e dis-

postas de forma a captaremem ângulos diferentes se-gundo a direcção de voo,fornecendo várias imagenscom capacidade de este-reoscopia e as outras quatrotêm filtros para captarem in-formação em comprimentosde onda específicos, forne-cendo a informação multi-espectral. Para uma altitudede voo de 6000 metros, opixel tem uma resolução es-pacial de 24 cm e uma exac-


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Figura 1 – Sistema de controlo inercial

Figura 2 – Esquema da integração do sistema inercial com o pós-processamento

PCS com GPS e disco rigidoincorporados

IMU data, GPSObservables, and Camera MidExposure Times

Ângulos deorientação eposição do centrode perspectiva dacamera

Estereo-restituidoranalítico ou digitalPós-processamento POS Pac

Omega, Phi, Kappa, X,Y,Z

Fonte: LH Systems

Fonte: LH Systems

tidão de 20 cm, em X e Y e de 30 cm emZ, segundo Lehmann (2000). A câmaraestá a ser desenvolvida pelo Instituto deExploração Planetária do Centro EspacialAlemão (DLR) em Berlim. A câmara émontada numa plataforma estabili-zada Zeiss T-AS e o movimento daplataforma é compensado pelo sis-tema de posicionamento e orientaçãoespacial Applanix POS. A posição eorientação espacial durante o vooresultam da medição de forma con-tínua por um GPS diferencial e pelo Sistema deNavegação Inercial (INS).

A segunda é a seguida pela Z/I Imaging, nosistema Digital Modular Camera (DMC) 2001,(figura 3). A imagem final é obtida através daaquisição de várias imagens adquiridas por câ-maras diferentes e independentes. O sistema écomposto por um número variável de câmarasbaseadas numa matriz de CCD operando du-ma forma sincronizada. Quatro câmaras para-lelas podem captar informação multi-espectralnas bandas do vermelho, verde, azul e infra-vermelho próximo. Outras quatro câmaraspodem fazer a aquisição de quatro imagenspancromáticas, que depois de efectuado o mo-saico automático formam uma única imagem

de alta resolução. Ambas as imagens cobrem amesma área de terreno.

Uma descrição técnica mais pormenorizadapode ser encontrada em Hinz (2000). A figura 4esquematiza a forma como todo o sistema é ins-talado na aeronave, de acordo com Hieir (2001).

Sobre estes dois tipos de tecnologia existemvantagens e desvantagens que podem influen-ciar logo à partida a exactidão posicional dosobjectos existentes na imagem. À primeira vistapoderá parecer que para fins fotogramétricos asolução baseada em matriz de células é maisadequada uma vez que toda a área da foto-grafia é obtida em simultâneo, no entanto a


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Cone de lentes com cabeças pancromáticas

Figura 3 – Aspecto da câmara DMC 2001 com FMC

Figura 4 – Esquema da instalação do sistema na aeronave Fonte: Z/I Imaging

Fonte: Z/I Imaging

obtenção da imagem de alta resolução resulta dajunção de quatro imagens.

Ambos os sistemas apenas permitem imagensde alta resolução pancromátricas.

A pesquisa está a avançar em duas direcçõescompletamente distintas: uma anteriormenteexposta que vai na direcção de evitar a neces-sidade ou reduzir bastante o trabalho de campo,isto é, deixar de haver necessidade de executara triangulação aérea, e desta forma diminuindoo número de processos necessários, que sãosempre fonte de erros aleatórios e/ou de errossistemáticos; e outra direcção de pesquisa quedevido aos elevados custos do sistema anterior,se tem debruçado sobre a pesquisa processosde fazer a ortorectificação de fotografias a partirde câmaras fotográficas digitais não métricas.Por enquanto o objectivo tem sido a produçãode mosaicos de fotografias.

Existem vários trabalhos nesta área como porexemplo em Tommaselli (2001) onde são enu-merados os requisitos necessários para uma câ-mara não-métrica e em Ferreira (2001) é descri-to um projecto em que é usada esta tecnologia.

Digitalização das fotografias aéreasApós a revelação do filme, que deve ser efec-

tuada imediatamente após a sua exposição pa-ra que não haja degradação das cores, este en-contra-se pronto a ser utilizado. Normalmente,o filme utilizado é negativo porque o processode revelação é mais simples e rápido do que oprocesso positivo e permite introduzir correc-ções radiométricas. No entanto para obter-se aimagem digital, este terá de ser digitalizado. Seo scanner tiver capacidade de digitalizar direc-tamente o filme negativo evita-se a sua trans-formação de negativo para positivo, utilizandoo processo fotográfico, recorrendo a uma pren-sa de contactos e a uma nova revelação, quevai alterar os seus valores radiométricos inicial-mente adquiridos. No entanto, em muitos casosrecorre-se a este processo exactamente paracorrigir problemas na revelação do negativo,coisa que seria impossível caso o filme inicialfosse positivo.

Pelo que, antes da digitalização das fotogra-fias deve haver um cuidado de se fazer uma

correcção e uniformização radiométrica da foto-grafia no momento da realização do diapositivo,ou seja, na passagem de negativo para positivo.Existem no mercado prensas de contacto quefazem uma leitura prévia do negativo para cal-cular os valores da correcção na passagem parapositivo. Esta fase é importante porque a ima-gem é corrigida localmente e não como umtodo. Um aspecto importante é a verificação dadensidade de CMY nos tons de cinzento quedeve ser idêntica. Esta verificação é feita comum densitómetro de opacos que mede a reflec-tância da cor. Quando não existe uma uniformi-dade de CMY nos tons de cinzento temos ima-gens amareladas se a cor predominante for oamarelo ou azuladas se for o cyan.

Outro factor importante a ter em consideraçãoé a digitalização propriamente dita. Este pro-cesso vai transformar um documento, que temuma continuidade radiométrica e geométricanum documento discreto. Radiometricamente onúmero de tons de cinzento é finito, normal-mente 0-255 por canal. A digitalização é feitanormalmente utilizando um filtro que permite apassagem da componente (comprimento deonda) do vermelho até aos sensor, que vaiquantificar em valores de 0 a 255 conforme asua intensidade. Existe ainda, outro filtro paraa captação das intensidades da componenteverde e outro para a componente azul. Podemosinferir que este processo não é uniforme emtodos os dispositivos de digitalização pois osfiltros não têm todos as mesmas característicasassim como os sensores e o algoritmo de quan-tificação dos valores de cinzento (VDC) são di-ferentes. A não uniformidade está também as-sociada à sensibilidade de cada sensor. Umsensor diferente pode dar um valor radiométri-co diferente para a mesma zona. Existem váriasformas de compensar esta não uniformidade,desde ter um sensor de referência até a mesmazona ser medida por sensores diferentes com afinalidade de se obter um valor médio. Um fac-tor a ter em consideração é o de utilizar as mes-mas condições na digitalização de todas as foto-grafias. Como solução deste problema existem ossistemas de gestão de cor, que vão medir as di-ferenças entre os VDC lidos pelos sensores e os


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VDC reais, criando curvas para efectuar ascorrecções em cada uma das cores.

Quando a fotografia é digitalizada deixa deser um espaço contínuo passando a ser discre-to, isto é, cada pixel corresponde uma determi-nada área de terreno. Dependendo do tipo deaplicação podemos ter pixeis de 10×10 cm até30×30 m e mais, como é o caso das imagensde satélite. Dependendo desta medida, assimtemos mais ou menos quantidade de informa-ção armazenada. A ordem de grandeza docrescimento é quadrática, ou seja, para aumen-tar a resolução de 20 para 10 cm o tamanhodo ficheiro obtido é quatro vezes maior que oanterior. Outro aspecto a ter em consideração eque está relacionado com a resolução espacialé o valor radiométrico do pixel. Quanto maiorfor a área coberta por cada pixel maior émistura de diferenças radiométricas que vãocontribuir para o valor final do pixel. Isto, quepoderá ser insignificante para valores de pixelna ordem de centímetros, começa a ser umfactor a considerar quando temos áreas demetros. É devido a este facto que em imagens desatélite a classificação é baseada na análiseestatística de grupos de pixels e não em pixelsisolados. A determinação do valor radiométricodo pixel já de si resulta do cálculo dum valormédio, uma vez que os sensores são vistos co-mo pontos com um certo ângulo de divergên-cia, pelo que a energia é captada a partir dumaárea circular e posteriormente é convertidanuma área quadrada ou rectangular. O valornão será mais que a contribuição de cada sen-sor para o valor pixel. Actualmente existem dis-positivos que têm poucos sensores mas permitemobter imagens com grandes resoluções, resolu-ção essa que resulta da forma de interpolaçãodos valores radiométricos lidos pelos sensores.No caso de fotografias aéreas esses dispositivosvão provocar uma diminuição do contraste euma alteração nas cores: por conseguinte umamaior dificuldade de interpretação da informa-ção. Um aspecto a ter também em consideraçãoserá o deslocamento da informação devido àdiscretização da mesma. Se por exemplo, tiverum telhado preto e o solo for branco, um pixelque apanhe telhado e solo em igual proporção

teoricamente irá ter um valor radiométrico de50% de tons de cinzento. No entanto, não seconsegue determinar qual o ponto exacto ondetermina o solo e começa o telhado. Quando setem que determinar posições a melhor soluçãoé a coordenada do centro do pixel, o qual temum erro máximo de metade do comprimento dolado. Logo, quando a fotografia é digitalizadaestamos a impor um erro mínimo a todo o tra-balho, que é igual a metade do valor do ladodo pixel. O exemplo anterior foi com preto ebranco, o que o torna bastante simples e evi-dente. A realidade é constituída por uma diver-sidade de cores e tons que torna muito difícil


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Figura 5 – Fotografia digitalizada com 14 µm

fazer qualquer previsão sobre qual a quantida-de de reflectância com que cada objecto exis-tente na área do pixel contribuiu para o valorradiométrico do mesmo. É também importantesalientar o facto da dimensão mínima dos objec-tos que podem ser detectados ter de ser superiora pixel. No entanto se pretendermos reconheceruma forma geométrica, as dimensões do objec-to terão de ser bastante maiores, isto é, terãode ser constituídos por vários pixels. É o casodas estradas nas imagens de satélite, em que épossível detectar a sua existência, no entanto asua forma correcta não é possível de determinar.Neste caso, apenas é possível ver as grandes va-riações na direcção, porque as pequenas confun-dem-se com o “ruído” da transição entre a es-trada e a zona envolvente. Na figura 5 pode-mos ver perfeitamente uma figura geométricarectangular cinzenta na zona interior ao círculoazul claro, enquanto que nas figuras 6 e 7 a for-ma dessa figura não é possível ser definida.

Para exemplificar a importância da digitaliza-ção das fotografias aéreas, na figura 5, temos aimagem duma fotografia que contém um cam-po de futebol, digitalizada com 14 µm. Na qual,

cada pixel tem uma discretização de40×40 cm no solo. Podem obser-var-se alguns pontos brancos nolado direito do campo. As figuras 6 e7, resultaram da digitalização da zo-na interior ao círculo azul claro com56 µm, ou seja, com uma discre-tização de 1.60×1.60 m. Ambas asfotografias têm a mesma área defotografia, apenas se tirou e voltou acolocar o diapositivo no scanner.Podemos observar que os valoresradiométricos dos pixels foramalterados, isto resulta do facto daárea da fotografia que contribuiupara a determinação do valor radio-métrico de cada pixel ser diferente,uma vez que não é possível colocarduas vezes o diapositivo exactamen-te na mesma posição no scanner.Foram utilizados 56 µm para tornar


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Figura 6 – Pormenor do campo de futebol a 56 µm.

Figura 7 – Pormenor do campo de futebol a 56 µm, após o diapositivoter sido retirado e colocado novamente. Nesta nova posição o canto docampo ficou melhor definido que na figura 6.

este aspecto mais evidente mas ele está presen-te sempre que há uma digitalização. Os pontosclaros na margem do relvado, bem visíveis nafigura 5, deixam de aparecer nas figuras 6 e 7devido ao aumento do tamanho do pixel noterreno. Desta forma é evidente que a resoluçãocondiciona a dimensão dos elementos quepodem ser restituídos assim como a exactidãoposicional dos mesmos.

Do mesmo modo, podemos facilmente ima-ginar que se fosse necessário restituir o campo defutebol pelos seus limites iríamos ter os pontosdos cantos diferentes, como pode ser obser-vados nas figuras 6 e 7, pelas linhas verde eamarela. Este erro de posicionamento dificil-mente será ultrapassado, porque só será dimi-nuído se digitalizassemos as fotografias comuma resolução maior, só que neste caso o tama-nho do ficheiro chegaria a valores difíceis de sermanipulado por computador. Este problemanão surgiu enquanto se esteve a trabalhar no sis-tema fotogramétrico analógico, porque aumen-to do pormenor era apenas limitado pelo factor

de ampliação das objectivas do aparelho derestituição.

A correcção radiométrica é essencial quandose pretende produzir ortofotos, neste caso acorrecção é feita por software e designada pordodging. O resultado pode ser verificado nasfiguras 8 e 9. Na figura 8 temos a imagem ori-ginal após ortorectificada, na figura 9 a mesmaimagem depois de equilibrada radiometrica-mente.

Apoio TopográficoDeve ter-se em consideração a forma como

foram determinadas as coordenadas dos pontosde apoio. Actualmente o sistema GPS é o maisusado para determinação de coordenadas. Noentanto, é necessário que o número de satélitese o tempo de recepção do sinal seja adequadoà exactidão posicional pretendida. Por outrolado, os sistemas de projecção mais divulgadosnão utilizam o elipsóide WGS84, mas sim oelipsóide de Hayford, pelo que a transformaçãode elipsóide é feita por processos de cálculo aoqual estão sempre associados erros devido à


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Figura 8 – Imagem original depois de ortorectificada.

Figura 9 – Imagem ortorectificada depois de compensada radiometricamente (dodging).

precisão dos próprios instrumentos de mediçãoe dos arrendamentos dos algoritmos utilizados.Os parâmetros de transformação também nãosão exactos, resultam de cálculo baseado emmedições efectuadas nos dois sistemas e queproduzem melhor exactidão nas proximidadesdos pontos onde são feitas essas medições.

Com base neste pressupostos, Anciães (2001)descreve a forma de determinar um indicador deexactidão para o caso brasileiro que utiliza oSouth Americam Datum - SAD69. Em Portugaloficialmente é utilizado o sistema de projecçãocartográfica Hayford-Gauss (Datum 73), noentanto a nível militar até Maio de 2001 temsido utilizado o sistema de projecção cartográ-fica Hayford-Gauss com o Datum de Lisboa(HGM).

Até agora era necessário recorrer ao seguinteprocesso:

(1) WGS 84 (φ, λ, η) → HGM (φ, λ, η)(2) HGM (φ, λ, η) → HGM (ξ, ψ, ζ)

Em (1) é utilizada uma transformação de Mo-lodensky. Os equipamentos GPS têm softwarepara fazer estas conversões (1) e (2), apenasprecisam que lhe sejamintroduzidos os parâme-tros de transformação.No entanto é desconhe-cido o método e o erroassociado ao cálculo dosparâmetros utilizados.

A fórmula de transfor-mação abreviada de Mo-lodensky, que fornece osacréscimos em latitude,longitude e altitude geo-désica às coordenadas dopontos relativas ao primei-ro datum, é a que se en-contra no quadro ao lado:

A transformação (2) decoordenadas geodésicasrectangulares (x, y, z) rela-tivas a um datum podemser obtidas a partir dascoordenadas geodésicas

elipsoidais (φ, λ, η), pelas expressões:

De salientar o facto destas fórmulas usaremfunções seno e coseno, em que um pequenoerro na sua determinação, ou baixo número dealgarismos significativos, pode propagar-se noscálculos e alterar bastante as coordenadas finais.Normalmente a latitude e longitude são media-das em graus, minutos e segundos e posterior-mente é preciso fazer a sua transformação pararadianos. O número de algarismos significativosa serem utilizados nos cálculos deve ser tal quenão influencie a exactidão do resultado final.

Actualmente com a alteração para o sistemade projecção cartográfica WGS 84 Militar, umavez que o ponto de fixação é diferente assimcomo a sua origem num ponto fictício, esseproblema já não se coloca porque não existemudança de elipsóide.

Por outro lado temos de encontrar uma me-todologia para avaliar a precisão do posiciona-mento da antena do GPS, uma vez que não é


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Legenda:e2 – quadrado da primeira excentrecidadea – comprimento do semieixo equatorialb – comprimento do semieixo polarRM – raio de curvatura do meridianoRN – raio da secção normal principal

φ, λ, η – coordenadas elipsoidais dum ponto emrelação a um datum∆a, ∆f – diferenças entre os semieixo equatoriais eos achatamentos dos dois elipsóides de referência∆x, ∆y, ∆z – componentes dos vectores diferençaentre os centros dos dois elipsóides de referência

Fonte: pp. 21, 22 e33 de Casaca et al.

Fonte: p. 29 de Casaca et al.

possível colocar a antena exactamente nomesmo ponto, desde que não haja uma basede centragem forçada, como existe nos vérticesgeodésicos de 1ª ordem. Conhecendo este va-lor podemos adoptar a metodologia definidano STANAG 2215, para determinar o desviopadrão final das diferenças entre os valoresmedidos no campo e os valores calculados, co-mo por exemplo os valores obtidos na triangu-lação aérea.

Triangulação AéreaApós as fotografias aéreas terem sido digita-

lizadas, tem início o processo de triangulaçãoaérea, quando se trata de fotogrametria digital.Pode ser efectuada uma triangulação aéreaconvencional, utilizando apenas os valores damedição dos pontos fotogramétricos cujascoordenadas são medidas no terreno e marcan-do os pontos de passagem (PUG's) para seremcalculadas as suas coordenadas, ou uma trian-gulação aérea automática com base na correla-ção das imagens em que os pontos de passa-gem são escolhidos automaticamente. Os doisprocessos têm vantagens e inconvenientes,assim como os erros residuais obtidos por umprocesso e por outro também são diferentes.Têm sido feitos alguns trabalhos como estágiosda Licenciatura em Engenharia Geográfica, emque a conclusão é de que a triangulação aéreaautomática tem erros residuais superiores àtriangulação aérea convencional.

Se a opção for a triangulação aérea automática,para a correlação das imagens é bastante impor-tante que as fotografias aéreas tenham um balan-ceamento de tons idêntico com vista a permitiruma melhor e mais rápida correlação de ima-gens. Neste processo torna-se ainda mais difícilcontrolar os erros. Enquanto que, na triangulaçãoaérea convencional os pontos são escolhidospelo operador de forma a minimizar o grau deincerteza entre a mesma posição, escolhida nasvárias fotografias. No segundo processo, devidoà automatização do mesmo o número de pon-tos de correlação é bastante elevado e consti-tuído por uma mistura de pontos bons, médiose maus. Neste caso, exige que seja feita umaanálise do valor residual de todos os pontos

com vista a eliminar todos aqueles menos ade-quados e que possam suscitar algumas dúvidas.A vantagem do segundo processo é a de nãohaver necessidade da presença do operadorpara marcação dos pontos e a determinaçãodum número elevado de pontos artificiais entrefotografias, muito importante quando se preten-de ortorectificar fotografias com a finalidade deexecutar mosaicos com as mesmas.

No final da triangulação aérea devem serverificados os erros residuais de cada ponto (PF,PA e VG que entram no processo), para queseja avaliado se não houve erros na leitura dospontos de apoio.

Um processo para avaliar a exactidão da TA éa determinação das coordenadas dos pontosartificiais, obtidos por correlação de imagens,com GPS. Para isso devem ser escolhidos umaquantidade de pontos, da ordem dos 200, deforma uniformemente distribuída por todo obloco. Este número de pontos baseia-se na ne-cessidade de pontos da metodologia utilizada(teoria elementar da amostragem), isto é, parahaver um conjunto de pontos para o cálculo eoutro para validação. Deve ser consideradonessa escolha o agrupamento de pontos, entre100 a 120 pontos, com o seguinte critério e/oucaracterísticas:• o maior número de fotografias em que o

ponto aparece e que foram usadas para ocálculo das coordenadas do mesmo

• a proximidade de pontos fotogramétricoscom erro residuais mais elevados, isto apósverificar se não houve erro na leitura da coor-denada imagem por parte do operador

• localizados em zonas afastadas de pontosfotogramétricosCom estes dados podemos fazer uma avalia-

ção inicial sobre a existência de erros sistemáticose erros grosseiros, que devem ser eliminadosantes de passar a qualquer processo baseadonos cálculos efectuados. Após a eliminaçãodestes dois tipos de erro restam os erros desig-nados por aleatórios, sobre os quais se pres-supõe que têm uma distribuição normal, e co-mo tal utiliza-se a metodologia descrita em(Metodologia a ser estudada) toda baseadaneste pressuposto.


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Uma forma expedita para fazer a avaliaçãovisual de erros sistemáticos na triangulação aéreaé a de colocar em cada ponto a diferença entreo valor obtido e valor lido no terreno na forma devectores diferença, representando a direcção,sentido e intensidade da mesma. A figura 10mostra a rede geodésica e os pontos fotogramé-trico do bloco de Santarém II.

O sistema de visualização poderia ser maispormenorizado, como seja, de acordo com in-tervalos de erro baseados no desvio padrãocalculado, cada seta teria uma cor diferentepara rapidamente por cores ser salientado zonasde possíveis problemas. A figura 11 exemplificaconceito descrito, é uma situação criada e não

reflecte qualquer avalia-ção do bloco.

Metadados

Um ponto a ter emconsideração quandoum produtor ou utiliza-dor tem de combinarvários tipos de cartogra-fia, são os metadados.Estes elementos não sãomais do que a descriçãodos elementos e do per-curso porque passou ainformação até ao esta-do actual. Um dado im-portante que deve ser

descrito é o valor do erro associado a cada umdos processos.

O grupo de trabalho sobre metadados do Di-gital Geographic Information Working Group(DGIWG) elaborou um documento onde pre-tende catalogar a forma como devem ser des-critos os metadados de informação geográfica,assim como, os que são necessários para a suadescrição – Catalog Metadata for GeographicInformation (CMGI). A norma está de acordocom o:• DIGEST Digital Geographic Information Exchan-

ge Standard, Edition 2.0, June 1997, DigitalGeographic Information Working Group

• ISO 19115 – Geographic information – Meta-data

entre outros documentos normativos da ISO.

O Federal Geographic Data Committee(FGDC) que coordena a infra-estrutura de dadosgeoreferenciados americana, desde Abril de1997 tem trabalhado no sentido de harmoni-zar a sua norma de metadados com a preconi-zada pela norma ISO 19115. Esta norma foiaprovada como Draft International Standard emSetembro de 2000.

Em Março de 2000, a comissão redactoraconcordou que deveria haver um conjunto mí-nimo de metadados para todos os conjuntos de


25

Figura 10 – Vista geral do bloco de Santarém

Figura 11 – Vectores diferença do erro

dados. Este conjunto seria o seguinte:

Nesta reuniãotambém foi defini-do a forma comodeveria ser mantidaa consistência entreos dados do di-cionário de meta-dados e o UnifiedModelling Language(UML) uma vezque o projecto doesquema concep-tual determinavaque seria usada estalinguagem.

Os metadadospara descreveremos dados de infor-mação geográficasão definidos usan-


26

Figura 12

Figura 13

• Metadata Language Code(M) • Metadata Characterset (M) [default = "ISO 10646-2"] • Hierarchy Level Scope (M) [default = "Dataset"] • Hierarchy Level Name (O) • Metadata Contact (O) (ie Responsible Party Name/

Organization & Responsibility Type) • Metadata Date (O) • Metadata Standard Name (O) • Metadata Standard Version (O) • Dataset Language Code (M) • Dataset Characterset (M) [default = "ISO 10646-2"] • Abstract (M)• Geographic Box Coordinates (O) • Geographic Description (O) • Spatial Resolution (O) (ie for Raster = ground spatial

resolution, Vector = scale equivalent) • Category (M) • Dataset Citation (M) (Title & Date) • Dataset Contact (M) (ie Responsible Party Name/

Organization & Responsibility Type)

(M)=Mandatory, (O)=Optional, [ ]=default value, ( )=clarification

Fonte: FGDC/ISO Metadata Standard Harmonizatiion

Fonte: CMGI

Fonte: CMGI

do um modelo de objecto abstracto em UML.Para a qualidade dos dados o modelo UML éo representado na figura 12.

Ao nível da exactidão posicional dos elemen-tos preconiza o modelo da figura 13.

Na figura 14 estão descritos vários objectos abs-tractos da classe DQ_DataQuality.

O processo da determinação da exactidãoposicional da triangulação aérea poderá serdescrito pelo seguinte diagrama de fluxo de in-formação e acções da figura 15.

A norma ISO/DIS 19114 refere que a exacti-dão posição tem os seguintes sub-elementos:• Exactidão externa, consiste na diferença en-

tre as coordenadas do elemento e os valoresdas coordenadas tidas como verdadeiras paraos mesmos pontos.

• Exactidão interna, consiste na diferença en-tre a posição relativa dos elementos no con-junto de dados e as suas posições relativas narealidade (Universo do Discurso).

• Exactidão posicional de dados matriciais,consiste na diferença entre as coordenadasdos pixels na matriz e as coordenadas tidascomo verdadeiras, normalmente é apenascomparada a coordenada vertical (ModeloDigital do Terreno).

Como exemplo de formas deavaliação da exactidão externa anorma tem os indicados no quadroda figura 16.

Para a avaliação da exactidão in-terna na norma preconiza o expos-to na figura 17, como exemplos:

Como pode ser verificado aindanão existe uma harmonização totalentre as normas ISO/DIS 91114 eISO/DIS 91115 em relação aoselementos que constituem os meta-dados da informação geográfica. Énormal que estes problemas sejamcorrigidos após a passagem deambas as normas à versão de FinalDraft International Standard (FDIS).

O sistema de metadados noIGeoE começou a ser implementa-do, antes da norma ISO definir os


27

Figura 15

Figura 14 Fonte: CMGI

objectos e dados que deveriamconstar do mesmo. A normaactualmente utilizada é interna etem em vista recolher o maiornúmero de informação, para queao ser aplicada a norma ISO sejaapenas uma transferência devalores da norma interna para oformato da norma ISO.

Um exemplo para a folha 11dos Açores é o que se encontrarepresentado na figura 18.

Neste ficheiro temos uma sériede dados, desde as datas dosvoos das fotografias utilizadas pa-ra a restituição da folha, comométodos utilizados nos trabalhosde campo, etc. No que se refereà exactidão dos pontos os valoresreferidos são os dos erros resi-duais. Neste ponto a norma ISOtem mais especificações do queaquelas que até agora temos es-tado a recolher, pelo que é umaspecto que vai passar a ser con-siderado.

Na continuação dos metadadosa legenda de cada folha con-templa o símbolo de cada ele-mento que é representado na sé-rie e descreve (enumera) exausti-vamente todos de elementos quesão representados. Este ficheirode metadados no final deve en-globar também toda a informaçãomarginal da folha, como são, asimbologia, as declinações mag-néticas, enquadramento, etc.

Aplicação a ser desenvolvida

A medição directa começa aser uma necessidade importantepara os sistemas de informaçãogeográfica. Pois é a única formade melhorar a exactidão posicio-nal dos componentes, que cons-


28

Figura 18 – Ficheiro Metadados

Figura 17

Figura 16

Fonte: p.27 ISO/DIS 19114

Fonte: p.26 ISO/DIS 19114

tituem o sistema de informação. Tendo comobase esta abordagem, a melhor forma de fazer avalidação é ter simultaneamente o documento

cartográfico e a posiçãoGPS em sobreposição.

Com esta finalidade estáa ser desenvolvida umsistema constituído porduas aplicações (figuras 19e 20).

Esta aplicação está na fasede protótipo e foi testadacom equipamento GPS debaixa precisão. Os módulos1 e 2 podem estar na mes-ma máquina, ou máquinasdistintas ligadas em rede.Da mesma forma o ficheiro*.mdb (MS Access) podeestar ainda numa terceiramáquina. Logo, a aplicaçãopode ter um módulo 1 acti-vado e ter vários módulos2, bastando apenas expandir

o campo Lido para Lido1, Lido2, etc, ou seja, umcampo para cada aplicação do tipo módulo 2.O módulo 1 colocaria todos os campos Lido a

Falso (F) e cada módulo de-pois ler a tabela PosicaoGPScolocaria o seu campo Lidoa Verdadeiro (V).

A interface com o utiliza-dor está representado nafigura 21. Neste caso pode-remos caminhar com GPSe verificar se o ponto ondeestamos localizados corres-ponde ao da informaçãodo documento cartográfico,isto é, se ao deslocarmo-nos ao longo duma estradaa indicação da posição dadapelo GPS se situa sobre aestrada do documento. Opasso seguinte será a im-plementação da validaçãode informação vectorial edeterminação da diferençaentre a posição medida e amesma posição no docu-mento a validar.


29

Figura 19 – Aplicação 1 (A desenvolver em Visual Basic)

Figura 20 – Aplicação 2 (A desenvolver em MDL)

Uma descrição mais pormenorizada sobreeste protótipo está em Rossa (2001).

Metodologia a ser estudada

De entre os vários estudos pesquisados omais interessante corresponde ao caso doBrasil. Em 1984 foi publicado um decreto-lei(Instruções Reguladoras das Normas Técnicasda Cartografia Nacional, 1984), que define asnormas que regulamentam e classificam osdocumentos cartográficos no que se refere àsua qualidade apenas em termos geométricos.Este controle posicional é feito por comparaçãodos pontos obtidos por restituição (Xc, Yc, Zc),por exemplo a esquina do campo de futebol, eas respectivas coordenadas medidas com um

método de campo (Xr, Yr, Zr), ou outra fonteque seja considerada precisa para ser feita aanálise de qualidade. Com estes valores pode-mos calcular o valor médio do erro, o desviopadrão, entre outros. Um outro aspecto a terem consideração são a realização de testesespecíficos para avaliar a tendência e precisão.O teste de tendência é feito com base namédia das diferenças entre os valores exactose obtidos. Se esse valor for diferente de zeroadmite-se que existe uma tendência nessadirecção. Uma forma gráfica de fazer-se umaanálise de tendência é pelo desenho dosvectores diferença. Este método permite teruma visão da distribuição geral dos erros, a suadirecção, sentido e intensidade. O teste de pre-cisão é efectuado comparando a variância dasdiferenças das amostras testadas com valores


30

Figura 21 – Aspecto da interface do protótipo desenvolvido

definidos pelo decreto-lei, tendo como resul-tado a atribuição duma classificação correspon-dente à classe em que o produto em análise seenquadra. No entanto, vários critérios estatísti-cos podem ser utilizados, e cada um pode con-duzir a diferentes classificações, para o mesmoproduto.

Um critério apresentado por Cintra (2001)tem por base o facto do Padrão de ExactidãoCartográfico (PEC) dividir os documentos carto-gráficos em três classes (A,B,C) de acordo coma seguinte tabela:

e parte dos seguintes pressupostos :1– 90% dos pontos bem definidos no docu-

mento cartográfico, quanto forem confron-tados com os valores lidos no terreno paraos mesmos pontos não deverão apresentarum superior PEC planimétrico estabelecido.

2– 90 % dos pontos isolados no terrenos, cujaaltitude é obtida por interpolação de curvasde nível, quando testados no terreno paraos mesmos pontos não deverão apresentarum superior PEC altimétrico estabelecido.

Desta forma, o PEC não é mais que uma me-dida de dispersão, relativo a 90% de probabili-dade, e que corresponde a

PEC = 1.6449EP (1)

Este processo é idêntico ao determinado peloSTANAG 2215 – Evaluation of Land Maps,Aeronautical Charts and Digital Topographic

Data da NATO. O documento estabelece que oerro circular, corresponde à exactidão posicionalno plano horizontal. Consiste no comprimentodo raio do circulo com centro na posiçãoestimada e dentro do qual a verdadeira posição seencontra com uma certa probabilidade dadapelo grau de confiança. O grau de confiança ébaseado também no desvio padrão do erro cir-cular e assim para o STANAG 2215 a exactidãoposicional absoluta no plano horizontal (AbsoluteHorizontal Accuracy – CMAS) é dada por:

CMAS= 2.146σCM (2)

(3)

Este valor define a incerteza da posição doponto no plano horizontal devido a erros alea-tórios e sistemáticos. É expresso também emtermos de erro circular com um grau de con-fiança de 90%. Uma forma como pode ser cal-culada a probabilidade do erro circular estádescrita em Gillis (1991).

Temos assim duas abordagens diferentes:uma em que os valores de x e y são tratados deforma separada, a norma brasileira; e outra emque esses valores são vistos como uma coor-denada, norma NATO. Em ambos os casos osgraus de confiança são 90%.

Quando calculamos intervalos de confiança,partimos do princípio que os valores seguem osda distribuição normal em que:

Contudo a situação normal é desconhecer-mos o desvio padrão e valor médio da popu-lação, porque esse é exactamente o nosso


31

Tabela de Valores do PEC

Legenda:PEC – Padrão de Exactidão CartográficoEP – Erro PadrãoEN – Equidistância Natural das curvas de nível

σ – desvio padrão da populaçãon – número de amostrasµ – média da populaçãox – média da amostra Fonte: p. 202 Spiegel

(4)

objectivo. Assim, vamos substituir o desvio pa-drão da população pelo desvio padrão daamostra. Estes novos valores não seguem osvalores da distribuição normal, mas tambémtêm uma forma simétrica, em forma de “sino”.Esta nova distribuição é designada por distribui-ção “t” de Student1 com (n-1) graus de liberda-de. A distribuição “t” de Student é caracteriza-da por ter o valor médio em 0, no entanto asextremidades da curva são mais abertas. A for-ma exacta da curva de distribuição "t" de Stu-dent depende dos chamados graus de liberda-de, que correspondem ao número de amostrasn menos uma unidade. Quanto maior for o nú-mero de amostras, mais próximo é o valor dodesvio padrão estimado do valor do desvio pa-drão da população. Daí este tipo de distribuiçãoenquadrar-se na teoria das pequenas amostras,ou seja, na ordem das 100 amostras.

A análise estatística da exactidão posicionaldescrita em Cintra (2001) que é composta porduas fases:

– a análise de tendências para determinar aexistência de erros sistemáticos;

– e a análise de precisão.

Estes testes são baseados em hipóteses sobrea média e o desvio padrão amostral das dife-renças observadas em cada uma das duas di-recções planimétricas.

O Teste de Tendências, ou de “t” de Student,é realizado para um nível de confiança (1– α),que no caso concreto é de 90%, pelo queα=0.1. Esta verificação equivale a testar se avariação média dos desvios é zero. Podem tam-bém ser realizados utilizando os valores da dis-tribuição normal, caso o número de amostrasseja elevado. Portanto, neste teste vão ser veri-ficadas as hipóteses:– H0 :∆X=0 então existe NÃO tendência em X– H1:∆X≠ 0 então existe tendência em X

No caso da distribuição amostral duma esta-tística S normal, com média µs e desvio padrãoσs, a distribuição da variável reduzida com mé-dia 0 e variância 1 o valor de z é dado pela ex-pressão:

(5)

Existem valores tabulares que podem serencontrados em livros de estatística, ou numafolha de cálculo, e cujas fórmulas não sãoobjecto descrição neste trabalho, que permi-tem saber os valores de z para diferentes grausde confiança, conforme a tabela seguinte:

Da tabela podemos dizer que para termos95% de confiança de que uma hipótese é ver-dadeira, o valor de z duma estatística S, terá deestar compreendido entre [–1.96, 1.96], umavez que a curva da distribuição normal é simétricaem relação ao valor da média, que é zero comoé mostrado no gráfico abaixo. No entanto, po-demos escolher uma amostra aleatória e verificarque o valor de z dessa estatística, está fora desseintervalo. Neste caso, concluímos que a probabili-dade deste acontecimento é de 0.05% se a hi-pótese estabelecida for verdadeira. Diz-se queesse valor de z difere de modo significativo daque-le que seria esperado. Assim, 0.05% é o nível designificância do teste, ou seja, é a probabilidadede erro na rejeição da hipótese.

Para o caso concreto que estudar, vamos ter


32

Fonte: p. 202 Spiegel

Valores de z duma distribuição normal para os diversos níveis de confiança

Figura 22 – Curva de distribuição normal criada numa folha de cálculo.

1 – Descoberta por William Gosset (1876-1937), que trabalhava na fábrica de cerveja Guinness e precisava duma distribuição que pudesse ser usada com pouca amostras.Como a fábrica não permitia que publicasse os resultados da sua pesquisa, decidiu publicá-los sob o pseudónimo de Student.

de calcular para cada coordenada a diferençaentre o valor lido no campo (C) com GPS e o va-lor obtido no ficheiro digital (D), para X, Y e Z.

XD – Coordenada do ficheiro digitalXC – Coordenada obtida por GPS

então

∆X=XC–XD

o valor médio não é mais que

(6)

o desvio padrão

(7)

O valor n-1 surge do facto de representarmelhor a estimativa do desvio padrão quando onúmero de amostras é reduzido.

Substituindo na expressão (4), a média daamostra x por ∆X e substituirmos o desvio padrãoda população pelo desvio padrão da amostra,uma vez que o valor da média da populaçãoµ=0, vamos obter a seguinte equação, paradeterminar o valor de z, neste caso como setrata duma distribuição de “t” de Student édesignado por t:

(8)

das tabelas vamos ler o valor tn-1,α/2 de talforma que:

(9)

Como o valor de n é determinado, porque éo número de amostras, o grau de significância é

dado por α. As tabelas podem ser consultadasem livros de estatística, como é o caso do men-cionado na bibliografia.

Até agora apenas foi referido o procedimentopara a coordenada X. Para os outras coordena-das poderíamos seguir o mesmo procedimentoou então agrupar os pares (X,Y) e fazer esta va-lidação para o erro circular. Para este caso nãoexistem valores tabulares exaustivos, ou seja,para cada caso estes teriam de ser calculados. Aoutra solução seria apenas usar os valores queestão nas tabelas do STANAG 2215.

O outro teste mencionado é o chamado Tes-te de Precisão em que há uma comparação devariâncias, ou seja, uma comparação entre a va-riância preconizada duma população N, com avariância obtida numa amostra n. Assim para odocumento estar dentro da precisão preconiza-da tem de se verificar a seguinte desigualdade:

(10)

Neste caso as hipóteses a testar seriam:

– H0 :S2X=σ2

X o resultado é devido aos erros aleatórios (ocasionais)

– H1:S2X>σ2X variância é maior

Define-se a estatística χ2 como:

(11)

considerando-se a amostras de tamanho Nretiradas duma população normal, com o des-vio padrão σ . Se para cada amostra for calcula-do o valor χ2 podemos obter uma distribuiçãoamostral desses valores.

Em Cintra (2001) é subentendido que o erropadrão (EP) em planimetria é composto porduas variáveis estatisticamente independentes,pelo que o desvio padrão (σ) para a direcção Xe Y é dado pela expressão (13).


33

Fórmula da propagação dos erros em cálculos

(para duas variáveis)

Também é citado em Cintra (2001), que odecreto, brasileiro, considera equivalentes ostermos Erro Padrão, Desvio Padrão e ErroMédio Quadrático (EMQ)2. A forma de cálculodo STANAG 2215 para o desvio padrão circularé diferente, como podemos ver pela expressão(2), ou seja, considera a média dos desvios pa-drão na direcção X e direcção Y.

Por exemplo, no caso de temos σX =0.3 mmcomo valor máximo do desvio padrão parauma escala 1/25 000 e que corresponde a 7.5metros, se obtivermos uma amostra aleatóriade 20 pontos, com um SX=10 metros e preten-dermos saber se no nível de significância 0.10devemos considerar o documento cartográficoconforme, não temos mais que calcular o valorde χ2 :

χ2 = 20 * 102 / (7.5)2= 35.56

mediante o emprego dum teste unilateral àdireita, rejeita-se a hipótese H0, no nível de si-gnificância 0.10, quando o valor amostral χ2 ésuperior a χ2

19, 0.90=27.2. Portanto a hipóteseH0 é rejeitada no nível de significância de 0.10.Logo o documento tem um desvio padrãosuperior a σX =0.3 mm, pelo que o desviopadrão da amostra não é devido apenas a errosaleatórios para nível de significância referido. Adistribuição de χ2 não é simétrica como a dis-tribuição normal e este teste de 0.10 pode serefectuado de várias formas, como seja à es-

querda, [χ2n-1, 0.05 , χ2

n-1, 0.95 ], etc e em cadaum deles teríamos interpretações diferentes.

Assim poderíamos ir aumentando o valor deσX até obter um valor de χ2

n-1, α superior, oucomo seria mais lógico, resolver a equação emordem a σX , uma vez que n–1 é conhecido. Oobjectivo é o de determinar o σ da exactidãoposicional associado ao documento cartográ-fico e que deve ser colocado nos metadados dodocumento. A escala adequada para a informa-ção deve ser alvo duma tabela em que é defini-do o erro máximo da informação para cada es-cala. Esse erro máximo deve ser estipulado peloorganismo responsável pela produção cartográ-fica.

A estatística χ2 também pode fornecer umamedida de discrepância entre as frequênciasobservadas (o) e as frequências esperadas (e),quando expressa na seguinte forma:

(14)

Quando as frequências teóricas e observadasconcordam exactamente temos χ2=0, enquan-to que quando isso não acontece temos χ2 > 0.

Quando a frequência total é N (número totalde amostras) temos:

(15)

Uma expressão equivalente a (14) é

(16)

Neste processo poderemos dividir a distri-buição normal em intervalos iguais, por exem-plo, de uma unidade de erro, tal como está re-presentado no gráfico da figura 24, e calcular aárea de cada intervalo, que vai corresponder àprobabilidade de obtenção de valores nesseintervalo (frequência estimada) e compará-locom os valores duma amostra (frequênciaobservada).


34

Figura 23 – Relação do EP com s usada em Cintra (2001)

(12)

(13)

2 – A qualquer medida de tendência central duma distribuição pode ser associado um valor de erro. Se t for uma boa medida do centro da distribuição, essa qualidade é verificadaem termos do valor do quadrado do erro médio (Mean Square Error – MSE). Demonstra-se, que a variância é o valor mínimo do quadrado do erro médio e que este valor mínimoocorre quando t é o valor médio. Pelo que, o desvio padrão é o valor mínimo da raiz quadrada do quadrado do erro médio (Root MSE ou mais usualmente RMS) e esse mínimoocorre quando t é o valor médio. A expressão EMQ (Quadratic Mean Error), é normalmente usada quando a média aritmética do conjunto de dados tem o valor zero e designa araiz quadrada do quadrado do erro médio, ou seja, o RMS.

Fonte: p. 202 Spiegel

No caso de termos 36 amostras, que pas-saremos a designar por amostra A, com desviopadrão σA, pretendemos saber o grau de apro-ximação duma distribuição normal N(0,σA).Portanto, para o exemplo anteriormente descri-to terá a seguinte distribuição:

Ao efectuar os cálculos utilizando a expressão(14) obtemos o valor χ2

A=5.017.Para consultarmos as tabelas precisamos de

determinar o número de graus de liberdade. Onúmero de graus de liberdade v é dado por:

(1) v=k–1, quando as frequências esperadaspuderem ser calculadas, sem que seja precisofazer estimativas dos parâmetros popula-cionais, a partir de estatísticas amostrais. É

subtraído 1 a k, devido à restrição (15)que se estabelece que sendo conheci-das k–1 frequências esperadas , a out-ra pode ser determinada.(2) v=k–1–m, quando as frequênciasesperadas apenas puderem ser calcu-ladas mediante estimativas de m pa-râmetros populacionais, a partir de es-tatísticas amostrais.

O número de parâmetros usadospara a avaliação da frequência espe-rada são m=2, isto é, a média e odesvio padrão da distribuição normal,temos v=k–1–m.

Neste caso temos o valor k=6, ouseja, o número de intervalos que são

estipulados para fazer o teste de aderência, pe-lo que neste caso temos v=3 graus de liberdade.

Por último, a nossa hipótese é de que o des-vio padrão dos valores observados é aproxima-damente idêntico ao da distribuição normal. Separa esta hipótese o valor de χ2 calculado

usando (14) ou (16), for maior doque alguns valores críticos, talcomo χ2

3,0.90 = 6.251394, con-cluir-se-ia que as frequênciasobservadas diferiam de modo si-gnificativo das frequências espe-radas e portanto a hipótese seriarejeitada no nível de significância0.10. No caso contrário, e que éo correspondente ao exemplodescrito devemos aceitar a hipó-tese, ou pelo menos não a re-jeitar. A figura 25 mostra a formade determinar o valor de χ2

3,0.90utilizando uma folha de cálculo.

No entanto o resultado maisinteressante é saber qual o nível de significânciaque temos para frequência dos valores obser-vados estarem próximos da distribuição nor-mal, ou seja, efectuar o cálculo inverso. A figura26 mostra o valor desse resultado, tambémutilizando a folha de cálculo.

Assim podemos concluir que a não aceitaçãoda hipótese tem um nível de significância de0.17, isto é, maior valor crítico considerado de0.10, para aceitação. Embora a concordância


35

Figura 24 – Curva de densidade de probabilidade com intervalos de uma unidade de erro

Intervalo Área da Classe F. Esperadas F. Observadas]- ∞, -2σA[ 0.02275 0.82 (1) 2

[-2σA, -1σA] 0.13591 4.89 (5) 3[-1σA, 0] 0.34135 12.29 (12) 13[0, 1σA] 0.34135 12.29 (12) 14

[1σA, 2σA] 0.13591 4.89 (5) 2[2σA, +∞[ 0.02275 0.82 (1) 2

Nota:Frequências Esperadas – resulta da multiplicação do valor daárea da classe pelo número de amostrasFrequências Observadas – resultam dos valores observados quepara este exemplo são simulados

seja boa os resultados obtidos estão afectadosainda por uma quantidade razoável de errosamostrais que devem ser analisados.

Trabalho Futuro

Com base nos conceitos teóricos atrás descri-tos é necessário fazer a sua aplicação em va-lores amostrais obtidos a partir de trabalhos decampo.

A primeira fase do trabalho seria estabeleceruma malha de pontos de apoio no sistema deprojecção cartográfico WGS84 Militar na zonaa ser validada, com um rigor bastante superiorao da informação a ser verificada. Esta redeapesar de não ter um erro nulo, seria tomadacomo tal para servir de base de partida.

Com esta rede poderíamos avaliar o erro queé cometido ao transformar a informação restituí-da no sistema de projecção cartográfica Hayord--Gauss Militar, para o sistema WGS84 Militar.

A avaliação da triangulação aérea seriabaseada na validação dos pontos artificiaisutilizados na mesma, com vista à detecção deerros grosseiros e sistemáticos.

A informação vectorial seria agrupada portipos de informação: pontos, linhas e áreas. Se-ria feita uma comparação entre os valores dascoordenadas do vector com as coordenadasobtidas no campo para o mesmo ponto. Uma

forma de fazer os agrupamentos seria:• casas (medição das esquinas)• estradas (restituição pelos limites e

determinar a linha média para comparar coma linha restituída)

• etc,

Para a informação raster a validação seriacom base em pontos bem visíveis na fotografiaortorectificada e no terreno. Utilizando o proces-so do vector diferença, poderíamos fazer umaavaliação georeferenciada da exactidão posi-cional. Com esta informação poderiam ser de-tectados, por exemplo, problemas no modelodigital do terreno que ocasiona erros posicio-nais nos pixels da imagem.

Outra área a ser explorada seria a geoesta-tística cujo objectivo principal é fazer estima-ções com base num modelo de como o fenó-meno se comporta.

Para fazer este trabalho vai ser necessário de-senvolver aplicações que liguem o sistema derecolha de dados e o software que manipula ainformação vectorial.

Com este software poderíamos, por exemploavaliar no campo a exactidão posicional do ele-mento medido com o GPS diferencial, no mo-mento em que a medição está a ser efectuada.Uma forma de avaliar a exactidão da restituiçãodinâmica duma estrada, seria fazer a restituiçãoponto a ponto dos seus limites com o GPS,calcular a linha central e determinar a distânciade Hausdorff, ou o erro médio utilizando ométodo das áreas.

Face ao objectivo de obter a certificação emQualidade e de acordo com a exigência da novanorma ISO 9001:2000 é necessário a constru-ção de processos que descrevam a metodologiausada na determinação da exactidão posicionaldo documento cartográfico. Esse objectivo cons-tituiria o resultado final deste trabalho.

Conclusões

No processo de aquisição de informaçãogeoreferênciada existem vários tipos de erros.Esses erros podem ser agrupados em: erros


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Figura 25 – Cálculo do valor χ23, 0.90 usando uma folha de cálculo.

A probabilidade corresponde ao nível de significância pretendido.

Figura 26 – Cálculo do valor do nível de significância para um dado valor de avaliação da distribuição

grosseiros, erros sistemáticos e erros aleatórios.A metodologia proposta pretende determinar aexistência dos erros grosseiros e sistemáticos,com vista à sua eliminação. Após esta primeirafase pressupõem-se apenas a existência deerros aleatórios com uma distribuição normal.Com base neste pressuposto é determinado odesvio padrão, que é um estimador da exactidãoposicional do documento cartográfico.

É importante desenvolver uma metodologia eum sistema modular para avaliação da exac-tidão posicional em cartografia digital. Pois sócom este dado é possível integrar com êxito in-formação georeferênciada produzida por fontesdiferentes em sistemas de informação geográ-ficos. Este sistema teria todo o interesse em ter ummódulo para facilitar a orientação das equipasno trabalho de campo, pois tornaria mais fácil aexecução do trabalho planeado.

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37

Requisitos da Missão

Em 1995, os Che-fes de Estado--Maior dos Ra-

mos das Forças Arma-das dos Estados Unidosda América, estabelece-ram os requisitos para umproduto topográfico digital a nívelmundial, baseados em especificações sugeridasnão só pelos militares americanos, bem comopor outras agências governamentais de carácter

civil. Os pilotos de aeronaves militaresrequeriam informação topográ-

fica exacta para planeamentode voos e navegação, os

restantes militares neces-sitavam de informaçãoprecisa para efectuartreinos, operações emtempo real, estudosdo terreno para pre-paração do campo de

batalha pelas informa-ções (Intelligence Prepa-

ration Battlefield), para oestudo de colocação de rada-

res e distintos equipamentos,bem como para o guiamento de mís-

seis aos objectivos, entre outros, sendo que, omais importante denominador comum a todosos eles era a tridimensionalidade dos dados,porque só com esta componente se podemobter mapas topográficos. Ou seja, a geolocali-zação planimétrica é deveras importante para anavegação em tempo real e outras actividades,mas, para efectuar o tipo de estudos atrás re-feridos, o essencial é a informação detalhadada altimetria do terreno porque, militarmente,do aproveitamento do terreno pelos conten-dores se condiciona a vitória ou a derrota, osucesso ou o desastre. Não surpreendentemen-te, as forças terrestres, nomeadamente o Exér-

Shuttle RadarTopographic

Mission (SRTM)

Shuttle RadarTopographic

Mission (SRTM)

38


Em Fevereiro de 2000, a NASAenviou para o espaço o vaivém

espacial Endeavour, com a finalidadede obter a mais completa base de

dados topográfica digital de altaresolução do Globo na actualidade,

tendo o varrimento sido executado auma velocidade de 1747 quilómetros

quadrados por segundo, o equivalentea adquirir Portugal em cerca de 170

segundos, proporcionando dados 3-D de mais de 80% do Globo,

aproximadamente em apenas 10 dias.

> Luis Nunes, Tenente-Coronel Artª Engº Geógrafo

cito e o Corpo de Fuzileiros (Marines), apresen-taram os requisitos mais elevados. Após apura-dos estudos, a National Imaging and MappingAgency (NIMA) e o Jet Propulsion Laboratory(JPL) para responderem às exigências dos seusprincipais “clientes”, concordaram em executare voar uma das missões mais ambiciosas, es-pectaculares e importantes para as ciênciasgeográficas, a missão Shuttle Radar TopographicMission (SRTM). O objectivo, consistia em obtera mais completa base de dados topográficadigital de alta resolução do planeta Terra, desdeos 60 graus Norte a 55 graus Sul do Equa-dor.Em Fevereiro de 2000, a NASA (NationalAir & Space Administration) enviou para o espa-ço o vaivém espacial Endeavour, e a coberturamundial foi executada a uma velocidade de1747 quilómetros quadrados por segundo, oequivalente a adquirir Portugal em cerca de170 segundos, proporcionando dados 3-D demais de 80% da superfície da Terra, aproxima-damente em 10 dias.

A tecnologia Radar

Para efectuar um mapa global da Terra, atecnologia radar de abertura sintética foi a es-colhida, essencialmente pela razão de ser umaferramenta menos sensível do que os sensoresópticos existentes, permitindo não só operar dedia ou de noite sem interrupção, mas ainda por-que os radares emitem a sua própria ilu-minação, não necessitando assim de outrasfontes de luz. Outra razão, assenta no facto deos comprimentos de onda radar serem maiselevados que os do visível ou infravermelho,permitindo assim que os radares de aberturasintética possam “ver” em condições nubladasou de reduzida visibilidade derivada de poeirasou efeitos atmosféricos, que encobririam ins-trumentos nas bandas do visível e infraverme-lho, tendo ainda a vantagem de poder penetrarem camadas sucessivas de nuvens. Paradeterminadas regiões do Globo, se isso nãoacontecesse, seria necessária uma missão muitomais alongada no tempo, o que além de aencarecer, não garantiria a cobertura total doterritório a cartografar após o regresso doEndeavour a casa. Um radar de recolha deimagens trabalha sensivelmente como umamáquina fotográfica com flash. Uma máquinafotográfica com flash envia um pulso de luz – oflash – e impressiona em filme a luz que éreflectida através da lente da máquinafotográfica. Em vez de uma lente de máquinafotográfica e filme, um radar utiliza uma antenae um computador digital para gravar os pulsosreflectidos da “luz” do radar, o que compõe assuas imagens. Numa imagem radar, o utilizadorapenas pode observar a luz que foi reflectida eenviada de retorno para a antena do radar. Umradar típico (acrónimo para RAdio DetectionAnd Ranging), mede a força e o tempo deviagem de ida e retorno dos sinais demicroondas, que são emitidos por uma antena deradar e que tenham sido reflectidos emsuperfícies ou objectos distantes. Um radar deabertura sintética recorre a uma técnica assentenuma antena muito comprida, combinandoecos recebidos pelo radar enquanto se deslocana sua trajectória de voo. O termo “abertura”

39

>> Shuttle Radar Topographic Mission (SRTM)

Figura 1 – Lançamento do Endeavour

refere-se à antena do radar. Uma abertura“sintética” é construída movendo uma aberturareal ou antena, através de uma série de posiçõesao longo da trajectória descrita durante o voo.Aresolução na direcção do azimute da imagem édeterminada pela largura do feixe, que por suavez é proporcional ao comprimento físico ou àabertura sintética da antena do radar, ao longodo trajecto descrito pelo swath. Quanto maior aantena, melhor será a resolução nesta dimen-são. Para a missão SRTM foram desenvolvidosos radares utilizados em duas missões quetiveram lugar em 1994. O radar Shuttle ImagingRadar-C (SIR-C) e o radar Synthetic ApertureRadar banda X (X-SAR) que tinham voado abordo de um vaivém espacial, tendo essencial-mente recolhido dados sobre a componenteambiental da Terra. O SIR-C foi desenvolvidointegralmente pela NASA. O X-SAR foi desen-volvido através de uma cooperação conjuntaentre as agências espaciais da Alemanha e Itália.

A chave do sucesso:uma nova técnica de interferometria

Alguns dos métodos radar existentes entãopara a aquisição de dados, incluíam os satélitesCanadiano/Americano RADARSAT e alguns Eu-ropeus, que eram relativamente de baixa reso-lução e consequentemente de precisão eexactidão não adequáveis, aos requisitos pro-postos pelos diversos organismos governamen-tais e pelas forças armadas.

Desde o lançamento do primeiro vaivém es-pacial com tecnologia radar, as imagens 3-Dforam criadas voando numa órbita muito pró-xima da área a adquirir, com repetição de pas-sagem, de modo a proporcionar perspectivasdiferentes do mesmo local. Este tipo de ope-ração de dupla passagem, era aceitável paraobjectivos individuais, mas requeria uma nave-gação extremamente precisa na segunda pas-sagem, e não era prática numa missão de aqui-sição contínua de dados geográficos.

O JPL, tendo em atenção a redução de custose tempo, propôs utilizar algum do equipamen-to do Space Radar Laboratory (SRL), com o qual

tinha efectuado duas missões do vaivém espa-cial em 1994, recorrendo a uma inovação téc-nica, a interferometria de passagem única. Aproposta do JPL, apontava para a utilização deum mastro extensível de 60 metros, com umsegundo jogo de antenas.

Recorrendo a interferometria, duas antenasvoando em “formação”, poderiam adquirir doisconjuntos de dados simultaneamente. O mas-tro da SRTM permitia assim medições simultâ-neas separadas por uma distância fixa. No porãode carga do SRL foi montada uma antena comcapacidade de transmissão/recepção, que funcio-nava como uma “lâmpada gigantesca” permi-tindo “iluminar” a Terra com frequências de mi-croondas. O sinal reflectido era recebido pelaantena na baía de carga, e pela antena externalocalizada no extremo do mastro desdobrável.


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Figura 2 – Um mastro com um comprimento de 60 metros foi aestrutura mais comprida alguma vez lançada e voada no espaço,para permitir interferometria IFSAR.

Em termos simples, pode dizer-se que asegunda antena permitia “visão estereoscópica,”semelhante ao processo como os nossos doisolhos determinam uma distância. Em termostécnicos, a diferença do comprimento de ondado sinal de radar, ao viajar através das duasantenas e após a sua reflexão na superfícieterrestre, origina alterações no seu ângulo defase, de acordo com o tipo e características dolocal onde ocorre. A diferença no ângulo defase, pode assim ser utilizada para determinar adistância precisa entre o vaivém e um objecto noterreno, sendo possível calcular a sua alturarecorrendo a vulgares cálculos trigonométricos.

A chave do sucesso da missão, era assimaquela antena adicional colocada num longomastro, para que o sistema pudesse operar co-mo um interferómetro de passagem única,recolhendo eficazmente e com precisão, os da-dos da elevação. Um mastro com um compri-mento de 60 metros foi assim a estrutura maiscomprida alguma vez lançada e voada noespaço. A técnica utilizada designou-se poraquisição de dados radar de abertura sintéticaatravés de interferometria de passagem única,ou, same-pass interferometric synthetic apertureradar (IFSAR).

Para aumentar a qualidade dos dados, amissão utilizou ainda diversas componentes,como um localizador de estrelas para permitirdetectar, medir e posteriormente corrigir, asmudanças na posição da antena relativamenteao vaivém. Um telémetro comercial foi utiliza-do para determinar constantemente a distânciaà antena externa localizada no extremo domastro, porque essa distância era fundamentalpara os cálculos posteriores da elevação. Re-ceptores de GPS (Global Positioning System)foram colocados em diversos locais do vaivém,para determinar com grande rigor e precisão asua localização no espaço.

Resultados da missão

A altitude orbital do vaivém foi escolhidapara aperfeiçoar as actividades de mapeamento,de modo a que, no fim da missão, não exis-

tissem zonas com lacunas de dados. A umaaltitude de 223 quilómetros, voando em órbitassucessivas entre os 57 graus Norte e os 57 grausSul do Equador, na 160ª órbita iniciava-se asobreposição com a primeira órbita. Isso per-mitiria que o vaivém pudesse montar o sistemade radar após o lançamento, efectuar a aquisiçãode dados e voltar à Terra, em apenas 10 dias.

O Endeavour passou assim nove dias, seishoras e 23 minutos em que adquiriu pratica-mente a informação altimétrica do Globo.Excluindo o tempo em cima dos oceanos, osradares necessitaram de 99.2 horas para efectuaro levantamento da superfície terrestre.

Aproximadamente 99.96% da área terrestreentre os 60 graus Norte e 55 graus Sul, 119.05milhões de quilómetros quadrados, foramadquiridos pelo menos uma vez, o equivalentea 80% da zona coberta de solo da Terra. Apro-ximadamente 94.59%, cerca de 112 milhões dequilómetros quadrados, foram capturados duasvezes, ou seja 75.3% da área continental da


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Figura 3 – Imagens da missão sobre a Antárctica

Terra. Não foram adquiridos apenas cerca de 50 000 quilómetros quadrados em relação aoplaneado, principalmente na zona dos EstadosUnidos, mas que se encontram já cobertos porséries cartográficas nacionais desse país.

A quantidade de dados foi absolutamenteimpressionante. Um total de 326 cartuchos defita de alta densidade foram recolhidos com da-dos das bandas radar C e X. Em termos de umvulgar computador, estamos a falar de 11.7terabytes de dados, quase equivalente à quanti-dade de informação existente em qualqueruma das maiores bibliotecas no mundo. Se osdados fossem armazenados em CD-ROMs nor-mais, teriam que ser utilizados vinte mil e seis-centos (20600) CD-ROMs para armazenar todosos dados da missão SRTM.

O financiamento da missão SRTM foi assegu-rada pelo Departamento de Defesa, através doNIMA. A NASA forneceu o equipamento radarSIR-C, o vaivém espacial Endeavour, o lança-mento do mesmo, os sistemas de apoio emterra, as operações da missão e o apoio ao pro-cessamento dos dados. O Centro AeroespacialAlemão (DLR) e a Agência Espacial Italiana(ASI) forneceram o equipamento radar X-SAR,alguns sistemas em terra, algumas operações da

missão, e apoio ao processamento dos dados.O NIMA também forneceu algum controlo

em terra e trabalhou com o JPL para deter-minar erros existentes nos dados SRTM. ONIMA também formatará, arquivará e distribui-rá os dados para o Departamento de Defesa(DoD) dos Estados Unidos, países da NATO(North Atlantic Organization), restantes aliadose projectos específicos.


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Figura 4 – Mapa de cobertura associando a cor com o número de passagens em que foram recolhidos dados (redundância em cerca de 94.59% da superfície terrestre)

Figura 5 – SRTM DTED 2 combinado com imagem de satélite Landsat.Formatos manuseados, processados e disponibilizados ao público pelo IGeoE

O formato dos dados mais importantes, os daelevação, será o normalizado pela NATO e pelaISO (International Standard Organization) edesde há longos anos utilizado pelo IGeoE, ostão conhecidos Digital Terrain Elevation Data(DTED Nível 1 e DTED Nível 2), pelo que, omanuseamento e processamento dos mesmosnão constitui segredo para os técnicos do Insti-tuto Geográfico do Exército.

Todos os dados da missão são NÃO CLASSI-FICADOS, existindo dois tipos de distribuição:

1– Público em geral (responsabilidade de dis-tribução pela NASA através do United Sta-tes Geological Survey EROS Data Center)• Historial dos Dados (Cobertura dos E.U.A.)• Imagens não rectificadas (Cobertura mun-

dial)• SRTM DTED 1 (Cobertura mundial)• SRTM DTED 2 (Cobertura dos E.U.A.)

2– Distribuição Limitada (sob controlo do DoD eresponsabilidade de distribuição pelo NIMA)• Historial dos Dados (Cobertura fora dos

E.U.A.)• SRTM DTED 2 (Cobertura fora dos E.U.A.)• Terrain Height Error Data (THED)• Mosaicos de Imagens Ortorectificados

(OIM)• Outros

Considerações finais

Os dados continuam a serprocessados no JPL, tendoparte deles já sido extrema-mente úteis na guerra aoterrorismo (Global War onTerrorism), prevendo-se queem 2004 toda a informaçãoaltimétrica digital do planetaTerra, esteja definitivamentedisponível. Sobre a precisãoe exactidão dos dados reco-lhidos, deixar-se-á esse temapara outra oportunidade, noentanto, interessa salientar

que a informação recolhida permitirá estudosda mais variada ordem, que poderão revolucio-nar, incrementar a utilização e desenvolvimentomaciço, por parte de cientistas, investigadores edemais utilizadores, nas diversas áreas dasciências geográficas e ciências afins, além do seuóbvio aproveitamento na área militar paraestudos de situação, navegação, preparação demissões, guiamento de mísseis, segurança devoo e outras.


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Figura 6 – Modelo 3-D gerado com dados SRTM da falha de Santo André, Califórnia, E.U.A.

Figura 7 – Para produzir o SRTM DTED 2 correspondente à Zona A (9 CDs) e Zona B (426 Cds), para Gestãode Crises, foram necessários 5 meses por parte da totalidade do Jet Propulsion Laboratory

> Carla Rebelo, Engª Geógrafa

A ctualmente a Informação em formatoRaster é uma fonte de dados geográ-ficos indispensável para o planeamento

e desenvolvimento de diversas actividades nodomínio militar, público e privado. A facilidadede manuseamento e rapidez com que se acedea este tipo de informação, e a quase ausênciadas deformações e distorções localizadas ine-rentes a um suporte como o papel, devido aouso de técnicas apuradas de rectificação e geo-referenciação, levou a que a aquisição e dispo-nibilização da informação geográfica existenteatravés de técnicas de varrimento digital, fosseum objectivo requerido ao Instituto Geográficodo Exército pelas comunidades civil e militar.

Em termos de conteúdo, esta informaçãodigital serve de apoio para a captura de dadospor vectorização, constituindo uma importantefonte de actualização de informação cartográfi-ca, podendo ser ainda informação de base pa-ra a construção de um sistema de informaçãogeográfica.

Digitalização automática

A Informação Cartográfica a ser capturadaatravés do scanner deve estar a sujeita a umconjunto de procedimentos e a um manusea-mento bastante cuidado em termos de digitali-zação. A atenção e rigor postos neste passo re-flectir-se-á no resultado final. Uma digitalizaçãodeste tipo inicia-se, naturalmente, com a esco-lha do scanner a utilizar, dependendo do docu-mento de que se dispõe. Posteriormente, se-gue-se a escolha da resolução geométrica,onde é definido o tamanho do pixel que geral-mente é medido em DPI (dots per inch) ou µm,e a resolução radiométrica que quantifica osvalores de cinzento do pixel, e por fim o for-mato pretendido para o ficheiro raster (sequen-cial ou comprimido).

Geralmente a digitalização de um documentoé efectuada no scanner de tambor Eagle 4080 C,da Anatech, pelo facto de permitir a digitalizaçãode documentos a cores, com uma resoluçãomáxima de 800dpi, e ainda a digitalização de

Informação RasterInformação Raster

Este artigo centra-se na aquisiçãode dados matriciais a partir deinformação analógica existente

através de uma digitalização porvarrimento (scanning), em que a

mais pequena unidade de informaçãoou pixel (picture element) dispostaem forma de mosaico ou matriz,

define a resolução que variará paraos diferentes procedimentos e

sistemas. Este processo dedigitalização automática executado

pelo scanner consiste numadiscretização em elementos imagem

individuais (pixel) e numaquantificação de cada um desses

elementos com valores de cinzento(0-255, para conversores de 8 bits)

resultantes de uma tabelapreviamente definida, onde cada

pixel estará associado a umadeterminada posição.

44


grandes formatos ana-lógicos, com um com-primento máximo de110 cm.

Na caixa de diálogoda figura 1 são defini-dos todos os parâme-tros que se preten-dem obter para aimagem final, como oformato, resolução edimensões do docu-mento analógico.

O scanner Eagle4080 C é constituídopor um sistema ópti-

co de sete câmaras on-de a informação vai sendo registada pela luzemitida verticalmente por essas câmaras e quepassa sobre o documento que também estáiluminado por uma luz externa.

Erros inerentes a uma digitalização automática

Como em qualquer processo automático ainserção e propagação de erros é inevitável.Estes só poderão ser minimizados se foremadoptados métodos rigorosos, onde a verificaçãodo estado de conservação do documento analó-gico e do próprio scanner são medidas vitais parao sucesso deste processo.

O deficiente estado de conservação dos do-cumentos a converter, como deformações dossuportes provocados por variações de tempe-

ratura e humidade, sujidadedos suportes analógicos aconverter, do próprio sistemaóptico do scanner (câmaras)e do tambor, deficiente iden-tificação dos elementos exis-tentes no suporte (por faltade contraste entre eles), ou aexistência de vincos, dobra-gens ou qualquer outro danoanalógico, transmitir-se-ão pa-ra o formato digital. Algunsdestes defeitos são incontor-náveis pelo que interessa con-trolar aqueles que dependemdirectamente do processo dedigitalização.

A calibração do scanner ea sua limpeza são processosque devem ser efectuadoscom alguma frequência, co-mo garantia de qualidade naimagem antes de um pro-cesso de digitalização, cor-rigindo desta forma algumasvariações de intensidade deluz e de cor que possamexistir, por forma a aproxi-mar a tonalidade da imagemao original.

Na figura 3 podemos verum exemplo de um documento analógico emmau estado de conservação sujeito posterior-mente a um tratamento digital.

O tratamento digital é indispensável não só na

45

>> Informação Raster

Figura 1 – Definições de rasterizaçãono software Scansmith.

Figura 2 – Processo de digitalização

Documento Analógico

Scanner

Documento Raster

Figura 3

O mesmo documento após rasterização e tratamento digitalDocumento analógico em mau estado de conservação

aquisição de dados raster das séries cartográficasproduzidas, como também na área da Carto-grafia Antiga existente na Cartoteca do InstitutoGeográfico do Exército onde desta forma foi pos-sível assegurar a “imortalidade” de alguns docu-mentos que há uns anos atrás se consideravamirrecuperáveis ou perdidos (figura 4).

Geo-referenciação

A seguir a estes procedimentos de digitali-zação e processamento digital de imagem, se-gue-se a inserção de uma determinada dimen-são geográfica à matriz de pixeis. Este processo,denominado Geo-referenciação tem uma pre-cisão que é função da resolução do scanner(geométrica e radiométrica), do estado inicial dodocumento analógico, do cuidado do operadorresponsável e do próprio software utilizado.

A Geo-referenciação das diferentes Séries

Cartográficas produzidas no Instituto, de Portu-gal Continental (M888 e M782) e Ilhas (M889 eP821) num sistema de Coordenadas Rectangu-lares tem por base a Teoria da Digitalizaçãoonde de uma forma grosseira o tamanho dopixel deve ser no mínimo metade do valor doerro de graficismo no terreno, dado por:

εt=εg×N

onde, εεg é o erro de graficismo na carta e N omódulo da escala da carta.

A teoria da Digitalização refere que afrequência de digitalização a ser consideradadeve ser no mínimo o dobro da mais altafrequência de sinal da carta analógica. Comotal, a resolução geométrica, isto é a dimensão dopixel será dada por

onde,ANy – frequência de digitalização necessária oudimensão do pixel;f – frequência de sinal mais alta que aparece nacarta analógica, em que para um par de linhas(traço na carta) por mm a frequência da cartaé f = 1/0.2 mm (0.2 mm é o erro de graficismousual).

Sendo assim, ANy=0.1[mm]multiplicado pe-lo módulo da escala da carta corresponderá àdimensão mínima do pixel.

É importante salientar que mediante todosestes procedimentos para a aquisição de infor-mação raster tornou-se imprescindível a criaçãode ficheiros Metadados por forma a clarificar anatureza e qualidade dos dados adquiridos. OIGeoE disponibiliza geralmente estes dados àcomunidade civil juntamente com a informa-ção raster.

A Geo-referenciação das restantes séries car-tográficas, Ex-Colónias e NATO em Coordena-das Geográficas é mais complexa porque adimensão do pixel será função da zona geográ-fica do globo a representar para além da escalada informação. Neste caso a teoria da digi-talização revela-se insuficiente. Por tal razão ageo-referenciação basear-se-á no projecto CRP


46

Figura 4 – Documento cartográfico recuperado


47

Designação_dos_dados RASTER M889 - folha 1 - 2ª ediçãoObjectivo_da_Recolha NullData_da_recolha 2002Natureza_dos_Dados GeográficosEntidade_produtora_dos_dados IGeoEnome_do_ficheiro A1_2.tifformato_do_ficheiro TIFFtamanho_do_ficheiro 25.619versão_do_ficheiro 2tipo_de_dados Derivadosdados_de_base Série Cartográfica M889comentários Nullsistema_de_coordenadas_cartográficas Coordenadas UTM_Fuso 25 (Elipsóide WGS84, Datum WGS84, k=0.9996,

dx=500000m, dy=000000m, long=33:0:0.0W, lat=0:0:0.0N) modelo_de_dados Rasterresolução_espacial 2.5unidades_do_pixel metrosformato_do_ficheiro_ binárioformato_dos_dados bytelegenda Nulltipo_de_processamento digitalização, tratamento de imagem, Geo-Referenciação

Figura 5 – Ficheiro de Metadados referente à folha 1, da série M889

(Compressed Raster Product), um projecto quetem como fim estabelecer um arquivo comumpara a informação raster a nível mundial.

O CRP fundamenta-se em normas especificasda NATO, onde o formato standard considera-do é o TIFF (Tagged Image Format File), comuma resolução geométrica de 100mm (254dpi) e uma resolução radiométrica de 8 bits(Indexed color).

O Sistema de referência do CRP é o Equal Arc-Second Raster Chart (ARC). Este sistema divide oglobo em dezoito zonas segundo a latitude, noveem cada um dos hemisférios, incluindo as zonaspolares, como está representado na figura 6.

Assim, qualquer uma das Séries CartográficasInternacionais Geo-referenciadas em coorde-nadas Geográficas será abrangida pelo sistemade referência ARC do CRP, onde a resoluçãogeométrica será adoptada em função da zonaonde ela esteja inserida em termos de latitudee longitude e da escala da informação carto-gráfica.

Na figura 7 podemos ver alguns exemplos decoberturas internacionais geo-referenciadascom base neste sistema. Figura 6 – Sistema de referência ARC do CRP


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Figura 7 – Geo-referenciação das coberturas da série JOG, Cabo Verde, Timor e Guiné-Bissau com baseno sistema de referência ARC do CRP, em função da zona e da escala. CRP

JOG Portugal Continental (1/250 000)

Cabo Verde (1/25 000)

Timor (1/50 000)

Guiné-Bissau (1/50 000)

Disponibilização da informação raster

Para cada imagem de uma folha da cartamilitar é disponibilizado um conjunto de quatroficheiros: o de metadados referido anterior-mente, um ficheiro raster com uma resoluçãode 254 dpi e uma resolução radiométrica de 8bits (indexed color) em formato standard TIFFcom matriz de geo-referenciação no header doficheiro, um ficheiro com extensão TFW (Worldfile) e um ficheiro com extensão TAB (para osoftware Mapinfo), permitindo assim que aimagem seja interpretada pelos softwares maisutilizados no mercado.

ConclusãoA Cartografia em formato analógico assumiu

uma importância inquestionável ao longo dostempos que nos chega naturalmente através deregistos históricos, porque desde sempre o ho-mem se confrontou com decisões que seriamcertamente mais difíceis e menos acertadassem documentos que o posicionassem relativa-mente ao mundo que o rodeia.

O progresso que se fez sentir nos últimos anosno desenvolvimento de tecnologias, trouxe novi-dades no processamento e na manipulação dedados que até à alguns anos atrás era impensável.

Diariamente chegam notícias que se baseiamem dados digitais, seja em situações de conflitosbélicos, confrontos étnicos ou catástrofes natu-rais, onde este tipo de informação se tornouimprescindível para a tomada rápida de decisõese subsequente actuação, ou tão só na consultade páginas Web para fins privados ou públicos.

A era da globalização também se reflecte nacartografia digital, tornando-se fundamental aadopção de formatos normalizados (standard)para que toda a informação possa ser interpre-tada em qualquer ponto do globo terrestre deigual modo e com a mesma facilidade.


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AÇORES

Série M889 – 1/25 000

MADEIRA

Série P821 – 1/25 000

Séries Nacionais produzidaspelo IGeoE

PORTUGAL CONTINENTAL

Série M888 – 1/25 000Série M782 – 1/50 000Série M586 – 1/250 000Carta Itinerária 1/500 000Lisboa 1/10 000

Angola 1/ 2 000 0000Moçambique 1/ 2 000 0000

Série 1501 da JOG (Joint Operations Graphic)versão AIR e GROUNDSérie G811 – Cabo Verde Série de TIMOR – 1/50 000 Série G745 – GUINÉ BISSAU

Séries Internacionais GEO-REFERENCIADAS emcoordenadas geográficas

> Madalena Fernandes, Engª Geógrafa

> Francisco Gomes, Major Art, Engº Geógrafo

O projecto

O projecto VMAP3 (Vector Smart Mapnível 3) é um sistema de informaçãogeográfica de base, que visa colmatar

uma lacuna existente no universo de produtosdisponíveis no IGeoE no que respeita à área dasnovas tecnologias da informação. Este projectosurge por reconhecimento da importância de umoutro – VMAP1, iniciado em meados da décadapassada, com o objectivo internacional de cobrirtodo o globo terrestre, à escala 1/250 000. A mo-tivação, comum aos países envolvidos, consistiatambém em facilitar a permuta de informação,tendo cada produtor de VMAP1 que disponibili-zar a informação produzida aos seus congéneres.

O VMAP3 nasce para permitir o aproveita-mento da riqueza e precisão dos dados adqui-ridos para a produção da carta 1/25 000 (SérieM888), tirando partido da experiência adquiri-da na produção do VMAP1. Por esse facto a es-trutura dos dados é semelhante, sendo efectua-das as alterações necessárias para garantir aintegração de todos os dados pretendidos epara facilitar o manuseamento destes pelo utili-zador habituado à Série M888.

São três os pressupostos considerados para aconcepção deste produto: informação fotogra-métrica; dados alfanuméricos vários e umaestrutura normalizada. Os dados adquiridospor métodos fotogramétricos são tratados porforma a integrarem um sistema de informaçãogeográfica, sendo manipulados num espaçoorientado para objectos que permite topologiaem tempo real. Este tratamento é realizadosempre com o cuidado de manter inalteradas asposições dos objectos observados pelo operadorde restituição. A informação cartográfica écomplementada com os dados passíveis de se-rem retirados da própria cartografia bem comodas normas de restituição que a originaram e,em simultâneo com um documento designadoCadastro Militar que é resultado dos trabalhosde completagem para cada uma das folhas daCarta 1/25 000. Os dois tipos de dados refe-ridos anteriormente são moldados e adaptados

VMAP3:Uma realidade

VMAP3:Uma realidade

O Instituto Geográfico do Exército (IGeoE),consciente do desenvolvimento das tecnologias da

informação, considera ter um papel fundamentalcomo orgão produtor de dados geográficos de base,por esta razão inclui nos seus planos para um futuro

próximo a realização de um projecto designadoVMAP3 (Vector Smart Map - Level 3) a partir da

única série que cobre o território nacional natotalidade, a Carta 1/25 000.

O VMAP3 assenta em três pressupostosfundamentais: informação fotogramétrica precisa e

validada por forma a integrar um SIG; dadosalfanuméricos provenientes do cadastro militar e

uma estrutura normalizada de transferênciaconhecida por Vector Product Format (VPF). O VPFvem realçar a contínua participação do IGeoE em

comissões técnicas e grupos de trabalho quer a nívelnacional quer internacional – dos quais se destaca o

Digital Geographic Information Working Group(DGIWG), no intuito de, cada vez mais, produzirinformação estruturada e normalizada de acordo

com as regras em vigor a nível internacional.O IGeoE continua, desta forma, a acompanhar os

novos desafios que todos os dias são propostos aosgrandes produtores de informação geográfica, certo

que desta forma assegurará as responsabilidadesassumidas perante as comunidades militar e civil, no

âmbito da produção de dados precisos, coerentes,estruturados e normalizados.

50


a um catálogo de objectos internacional queoriginou um Guia de Extracção específico paraa Série M888.

As normas

As entidades que produzem, distribuem ouutilizam informação geográfica a qualquer nívelbeneficiam, naturalmente, com a utilização denormas. A normalização facilita o armazena-mento, a modelação, a simulação, indepen-dentemente de nos referirmos a produtores deinformação de base ou a utilizadores.

Em 1983, foi contituída uma comissão inter-nacional que apesar de não ser considerada umgrupo de trabalho militar surgiu sob os auspícios daNATO com a designação DGIWG (Digital Geo-graphic Information Working Group). Não sendoum organismo oficial dessa organização, os traba-lhos de normalização do DGIWG têm sido reco-nhecidos e adoptados através da sua represen-tação na Conferência Geográfica NATO (NGC).

O objectivo do grupo era definir regras para aprodução de informação geográfica, criandoassim estruturas de normalização de dados parafacilitar o intercâmbio de dados geográficos in-dependentemente de ser informação vectorial,raster ou matricial.

O documento mais conhecido cuja produçãopertence ao DGIWG é o DIGEST (Digital Geogra-phic Information Exchange Standard), concebidocom o objectivo de normalizar a produção deinformação geográfica, permitindo assim a trocadessa informação entre diferentes entidadesprodutoras e/ou utilizadores. O fundamento debase deste documento é a troca de dados entrediferentes sistemas sem a necessidade de tradu-tores, o que requer dados uniformes e compa-tíveis quanto ao modelo, à estrutura e ao for-mato. A importância do DIGEST é reconheci-da, sendo classificado como STANAG 7074(NATO Standardization Agreement 7074) tor-nando-se o documento base da co-produçãoentre nações, de diversos produtos de suportea aplicações civis e militares.

Para atingir o objectivo normalizador, oDIGEST surge com quatro partes: a 1ª Parte

contém uma descrição geral da norma; a 2ªParte descreve modelos teóricos, estruturas detransferência e suas especificações; a 3ª Partepossui códigos e parâmetros e a 4ª Parte é umdicionário de dados constituído por um esque-ma códigos para features, atributos e valoresdesses atibutos designado FACC (Feature Attri-bute Coding Catalogue).

Destas quatro partes destacam-se a segunda ea quarta que se passam a descrever.

O formatoNa Parte 2 do DIGEST é especificado um

modelo relacional aplicável a dados vectoriaisdenominado VRF (Vector Relacional Format)que é descrito como sendo um formato de usodirecto baseado em tabelas. Neste formato to-dos os objectos são descritos sob a forma de ta-bela relacional composta por colunas quedefinem a sintaxe de cada campo e linhas quecontêm os dados.

O modelo geo-relacional providencia assimuma estrutura para uma base de dados espacial,permitindo a produção de dados que facilmen-te são manipulados por software que contenharegras e operadores baseados em topologia,geometria e objectos relacionais em forma detabelas. Este trio composto por geometria, topo-logia e tabelas relacionais providencia uma robus-ta arquitectura de base de dados.

O projecto VMAP3 utiliza uma implemen-tação deste formato VRF designada VPF (VectorProduct Format). O VPF surge assim como mo-delo geo-relacional, e foi concebido para sercompatível com uma grande variedade de apli-cações e produtos, permitindo que softwareaplicacional leia dados sem qualquer necessi-dade de conversão. Sendo um exemplo práticoda estrutura VRF, pode ser utilizado com quais-quer dados geográficos digitais em formatovectorial, que possam ser representados usandonós, arcos e polígonos.

No caso concreto do VPF, os diferentes tiposde dados geográficos são armazenados comosimples registos na forma de ficheiros, que per-mitem o acesso directo por localização espaciale conteúdo temático. Este ficheiros podem serde três tipos: directorias, tabelas e índices. A di-

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>> VMAP3: Uma realidade

rectoria é o ficheiro que identifica os nomes deuma colecção de ficheiros, o seu tipo, ende-reço e tamanho. São as tabelas, no modelo dedados VPF, que organizam e modelam todos osdados geográficos. Possuem uma estrutura co-mum básica obrigatória, sendo constituídaspelas seguintes componentes: cabeçalho, iden-tificador de linha e conteúdo da tabela. Os ín-dices estão associados às tabelas e servem paraque se possa identificar rapidamente um registoou conjunto de registos.

As componentes do modelo de dados VPFestão organizadas em vários níveis. No nível in-ferior encontram-se as primitivas, agrupando--se em tabelas de features. As coberturas sãocompostas por tabelas de features e por sua vezorganizam-se em bibliotecas que no seu con-junto constituem a base de dados.

O VPF conquistou a confiança de um vastonúmero de utilizadores (inicialmente apenas na

comunidade militar, mas posteriormente e cadavez mais na comunidade civil), utilizadores essesque lhe reconhecem as seguintes vantagens:• compatibilidade. O modelo de dados utili-

zado é compatível com uma grande varieda-de de aplicações e permite manipular, editar,analisar e produzir dados.

• integração. A facilidade de integração comquaisquer dados geográficos desde que devi-damente geo-referenciados.

• independência. O formato é independentedo software (actualmente os softwares co-

merciais mais utilizados a nível internacionalconseguem ler VPF).

• flexibilidade. Se o utilizador necessitar podeapenas ver e manipular uma única célula.

• continuidade. Suporta uma base de dadosnão fragmentada, existindo sempre topologiacontinua entre células.

Os objectosA outra parte do DIGEST a destacar, a Parte 4,

é normalmente designada por catálogo deobjectos com claras vantagens como a de per-mitir uma rápida identificação na base de da-dos e de ser facilmente reconhecido pelosutilizadores. Este catálogo tem duas partes: naprimeira possui, dentro de cada tema, um vastonúmero de códigos cada um deles contendouma definição permitindo assim, tanto quanto


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Figura 1 – Modelo de dados VPF

Figura 3 – . Features FACC

Figura 2 – Tabela VPF

possível, uma identificação inequívoca de cadaum dos objectos; na segunda parte está defini-do um grande conjunto de atributos podendocada um destes tomar vários valores sendo as-sim possível definir diferentes produtos.

Os objectos estão organizados de acordocom uma estrutura temática herdada da famíliade produtos VMAP, que se passa a descrever: • Demarcação: linha de costa, limites adminis-

trativos, marcos de fronteira.• Elevação: curvas de nível, curvas batimétri-

cas, pontos cotados.• Fisiografia: escarpados, aterros, desaterros.• Hidrografia. linhas de água, rios, lagoas, al-

bufeiras.• Indústria: fábricas, minas, áreas extractivas

(areeiros, saibreiras).• População: agregados populacionais, edifí-

cios relevantes, igrejas, santuários.• Qualidade dos Dados: os utilizadores co-

nhecem as folhas da 25mil, pareceu impor-tante preservar essa ligação e este tema surgecom a delimitação de cada uma das folhasindicando a data e precisão dos dados carto-gráficos e a dos dados alfanuméricos.

• Transportes: rede viária, rede ferroviária,obras de arte.

• Utilidades: bombas de combustível, linhasde alta tensão, centrais eléctricas.

• Vegetação: pomares, vinhas, arvoredo, ar-bustos.Inevitavelmente uma base de dados de um

país implica uma grande quantidade de dados.A manipulação desses dados impõe limitaçõesquanto à dimensão do conjunto de informaçãoa ser processada. Para facilitar a produção egestão, os objectos estão organizados em uni-dades mínimas designadas células. As célulassão um método usado para dividir os dados egarantir que o seu manuseamento seja tão rápidoquanto possível, tanto na produção como namanipulação do produto final por parte doutilizador. A implementação do projecto é assimrealizada com a segmentação dos dados numaestrutura de células que será função do pro-duto em questão, nomeadamente da escala dainformação de base (como ilustrado nas figuras7 e 8). O esquema utilizado na família de pro-dutos VMAP é baseado no sistema de referen-ciação global GEOREF, sendo a dimensão decada célula um requisito específico de cadaproduto.

Esta divisão traduzir-se-ia numa desvantagemse existisse perda de continuidade entre célulasadjacentes. O VPF resolve este problema refe-rindo-se aos arcos utilizando um ID triplo quecontém uma referência interna para o polígonoou arco na célula em questão e quando neces-


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Figura 5 – Estrutura temática numa aplicação comercial

Figura 4 – Atributos FACC

sário esse ID contém também uma referênciaexterna na célula adjacente.

Para facilitar a rapidez de acesso e de mani-pulação, a informação do VMAP3 está estrutu-rada em células de 5´x 5´sendo a topologiacontínua entre células adjacentes o que tornacada elemento contínuo enquanto os seusatributos o forem.

Normas InternacionaisActualmente o DGWIG não se encontra iso-

lado das restantes entidades normalizadoras anível internacional, podendo destacar-se as cres-centes tentativas de aproximação entre oDIGEST e outras normas como o InternationalHydrographic Organization S-57, os GeographicInformation/Geomatics da ISO/TC211 e osISO.ITC1.SC24 para processamento de imagem.

As vantagens destas medidas de normalizaçãosão, principalmente, a diminuição de custos deprodução, a maior capacidade de partilha dedados, a facilidade de integração de vários pro-dutos com diferentes origens, evitar a utilizaçãode vários programas para poderem visualizar emanipular a vasta informação actualmente dis-ponível no mercado, criando assim medidasactivas de gestão. Na actualidade é mais impor-tante a gestão da informação do que propria-mente a possibilidade de posse da mesma.

Exemplos de normalização no IGeoE

• Informação Vectorial: Os projectos VMAP1 eVMAP3.

• Informação Raster: O IGeoE dá neste mo-mento os primeiros passos na conversão deinformação raster para um formato normali-zado Arc-based utilizado a nível internacionaldenominado CADRG (Compress Arc Digiti-zed Raster Graphics).

• Informação matricial altimétrica: ProjectoDTED (Digital Terrain Elevation Data) matrizde dados altimétricos, utilizando o sistema dereferenciação global e permitindo a análisedo terreno como seja o cálculo de perfis,áreas e volumes, zonas vistas e não vistas,declives, entre outros.

Cada produto referido tem característicaspróprias e adapta-se a diferentes situações esolicitações. Enquanto que os dados vectoriaissão importantes na representação de estradas,de limites administrativos, na descrição de pon-tos, linhas e polígonos, os dados matriciais sãomelhores para representar superfícies contínuascomo são os dados de elevação do terreno, já asimagens em formato raster que utilizam umcódigo de cores para representar os objectos


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Figura 6 – Sistema GEOREF Figura 7 – Células VMAP1 Figura 8 – Células do VMAP3

são importantes para observar por exemplomanchas de vegetação.

Sendo possível integrar todos estes produtos,ou escolher aquele que melhor se adapta à situação em causa, o utilizador pode obtervantagem e rentabilizar o seu investimentooptimizando o tempo de resposta assim comoa solução a encontrar. Deve evitar-se a degra-dação da precisão dos produtos com a neces-sidade de transformações de coordenadas, paraque isso aconteça o sistema de coordenadasdeve ser único para toda a produção, sendo aexcepção e não a regra a utilização de umdiferente sistema de coordenadas para um tra-balho específico. Por esses facto é que se sentea necessidade de normalização dos produtoscriando sinergias e dinâmicas para o esforçoconjunto.

Síntese conclusiva

As actividades relacionadas com a cartografiatêm uma longa tradição em Portugal e os milita-res sempre intervieram vigorosa e determinante-mente na produção cartográfica do país. É co-nhecida a sua preponderante ingerência narealização da triangulação fundamental que,iniciada em 1778, deu origem às 37 folhas daCarta Corográfica de Portugal à escala 1/100 000,premiada pelo Congresso Internacional de Ciên-cias Geográficas, em 1875. Destacaram-se tam-bém pelos trabalhos que realizaram em territóriosultramarinos que tanto contribuíram para o de-senvolvimento das técnicas cartográficas e paradifusão do conhecimento geográfico de terrasremotas, ignoradas até então.

Perante as inúmeras e diferentes solicitaçõesque a informação geográfica digital tem vindo aadquirir nos últimos tempos, torna-se necessá-rio estabelecer normas relativamente aos concei-tos e aos formatos deste tipo de informação,proporcionando, assim, a possibilidade detroca de elementos entre diferentes entidadesprodutoras.

O VPF é um exemplo de modelo de dados

que pelas suas características (modelo geo-rela-cional que pode ser utilizado com qualquer tipode dados geográficos em formato vector;permite acesso aos dados quer por localizaçãoespacial, quer temática; tem um carácter flexível;estabelece relações topológicas, etc.), permite aorganização de grandes bases de dados geográ-ficos e a permuta entre organismos produtores deinformação neste formato e a sua leitura podeser feita pela maior parte das aplicações hojedisponíveis no mercado como o VPFView, oGeomedia, o ArcView3.x (e ArcGis8.x), GeoCon-cept, MapInfo, TNT, PCI Geomatics, etc.

O VMAP3 constitui um exemplo prático deutilização do formato VPF em informaçãogeográfica digital que manifesta a sua impor-tância por constituir um sistema de informaçãogeográfica de base da maior escala que cobre opaís na totalidade.

A participação do IGeoE em projectos interna-cionais, que originam troca de informação geo-gráfica entre diversos países, proporcionou aconsciencialização da necessidade de normali-zar a informação geográfica. O desenvolvimen-to de técnicas de integração das diversas ori-gens dos dados, assim como a manipulação dosvários produtos produzidos pelo Instituto, dãouma versatilidade e uma possibilidade de esco-lha variada, optimizando os recursos disponí-veis nas instituições.

Referências

Henriques, C.; Serras, F. Utilização do VectorProduct Format na produção de informaçãogeográfica digital. Exemplo de uma aplicação: oVector Smart Map. Lisboa, 1996.

Fernandes, M.; Serras, F.; Silveira, F. VectorSmart Map Level1, Lisboa, 1999.

DMA, Interface Standard for Vector PorductFormat. USA, 1996.

DGIWG DIGEST. USA, 1995.


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Introdução

B reves, breves, são estas palavras paradescrever tamanha obra, tamanho feito,o de cartografar o mundo português, le-

vada a cabo por uma nação reconhecida comode marinheiros e cartógrafos. Pesada herança,esta, que nos foi deixada, quando em 24 deNovembro de 1932, são criados os ServiçosCartográficos do Exército. Herdeiros desta tra-dição, os SCE iniciam uma notável obra, daqual apenas pretendo contar uma estória, dahistória, pois esta ainda é cedo para a fazer,uma estória feita de palavras avidamente absor-vidas dos boletins da casa, de palavras conta-das à hora do almoço ou ao balcão tomando abica, uma estória contada por aqueles queforam possuídos pelo bichinho, que nos corrói,quando nos deixamos levar pela aventura dascores com que descrevemos este mundo, onosso mundo, o mundo da cartografia, aqueleque ajudamos a criar, que nele interferimos eque quando o deixarmos, parte da nossa vidatambém nos deixou.

Mas se pensamos que este frenesim, é al-go pessoal, estamos enganados, ele está-nos no sangue, no sangue dum povo que teve emD. Henrique o pai da cartografia moderna, aoinstituir a primeira política cartográfica do

A Carta Militar de Portugal 1/25 000é ainda hoje, passados

70 anos desde o seu nascimento, a Carta Base de Portugal,

considerando-se Carta Base, comoaquela que cobre todo o país à

maior escala. Na impossibilidade deabarcar todo o conhecimento,

relativo à Carta Militar de Portugal1/25 000, não me julgo com

competência para fazer a história damesma, antes pretendo aqui contar

uma estória da Carta Militar dePortugal 1/25 000. Através dela,poderemos ver como e quando

aparece a informação digital, emPortugal, todas as dificuldades e

obstáculos que tiveram de serultrapassados e todo o caminho quese teve de percorrer, para que hoje,calmamente sentados em frente ao

computador possamos utilizar meiadúzia de linhas em aplicações SIG.

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Uma estória daCarta Militar de

Portugal 1/25 000

Uma estória daCarta Militar de

Portugal 1/25 000

> Eduardo Garcia Fernandes, Tenente-Coronel Inf


mundo, expurgando para fora das suas cartasnáuticas as fabulosas serpentes marítimas,monstros devoradores de embarcações, paradeixarem tão somente o essencial à arte de na-vegar. Como acentua Gago Coutinho, “as dificul-dades, reais, não eram puras superstições, eramde ordem náutica”, e se o Infante quis vencê-las definitivamente teve de resolver o problemada navegação em alto mar, estudando os ventose as correntes marítimas teve, em resumo, de“inventar a navegação para a Guiné”, pois, “ne-nhum outro povo fazia na primeira metade doséculo de 1400 a navegação em alto mar”.

E, se Sagres foi o berço da Cartografia Portu-guesa, uma “nova Sagres”, renasce passadoséculos, nas instalações dos SCE, hoje IGeoE,pois por incomparável que seja, a Carta Militarde Portugal 1/25000, só tem paralelo, pela im-portância que assume para o desenvolvimentodo País, com a cartografia dali saída. De umaforma alegórica, podemos dizer que se Sagres foio berço da cartografia, o IGeoE é a ama quevela junto a ele, para que hoje e sempre, Portu-gal disponha de uma cartografia ao seu serviçoe condizente com as suas tradições.

Parafraseando Fernando Pessoa, que canta emformas de beleza, a glória infinita do Infante,

“Em seu trono entre o brilho das esferas,Com o seu manto de noite e solidão,

Tem aos pés o mar novo e as mortas eras,O único Imperador que tem, deveras,

O globo mundo em sua mão”

dedico estas páginas a todos aqueles, cujosrostos, permanecem em minha memória e cujavida dedicaram à casa mãe da Cartografia MilitarPortuguesa, tal como anteriormente o fizeramoutros à cartografia, cujos nomes me escuso amencionar, com medo de que de algum meesqueça. Em especial o meu reconhecimento aquem me iniciou nesta aventura, o “mestre”, o Sr.Capitão QTS Avelino de Sousa e a todos aquelesa quem tive o prazer de chefiar enquanto Chefeda Secção de Fotogrametria, pois a eles se devea quase totalidade da informação digital, a estaescala, que hoje e no futuro, poderá ser usada,por qualquer utilizador de SIG.

Antecedentes

A cartografia nacional tem uma notável tra-dição, que arranca da época dos descobrimen-tos; as cartas então produzidas estavam, sobum ponto de vista científico, entre as melhores,aproveitando ao máximo o que os conheci-mentos técnicos possibilitavam. É que essascartas e o seu rigor eram vitais para o progressodo conhecimento que serviam, o conhecimen-to de novos mundos.

As cartas seiscentistas representavam, ao nívelde então, uma harmoniosa união da ciência, datécnica e da arte. E que outra idealização sepoderia procurar para o produto do homem senão a junção do conhecimento, da eficiência eda beleza?

Nunca esta tradição foi totalmente abando-nada, de então para cá, mesmo se inelutavel-mente se perdeu o lugar cimeiro que um diafoi o nosso. A cobertura interna do Continentena escala 1/25 000 feita em 20 anos pelos entãoServiços Cartográficos do Exército é um bomexemplo da eficiência, se, se tiver em conta aspossibilidades técnicas e humanas de que sedispunha nessa altura.

Foi o 2º Visconde de Santarém, Manuel Fran-cisco de Barros e Souza de Mesquita de Ma-chado Leitão e Carvalhosa (1791-1856), quepela primeira vez usou a palavra “cartografia”numa carta escrita de Paris, em 8 de Dezembrode 1839, ao célebre historiador brasileiro Fran-cisco Adolfo Varnhagen, que diz: “invento estapalavra (cartografia) já que ahi se tem inventadotantas”. Posteriormente foi registada em dicio-nários espanhóis e franceses, pelo menos.

Entre nós, encontramo-la em 1873, pela pri-meira vez, no segundo volume do “GrandeDiccionario Portuguez" de Domingos Vieiraque define:– “CARTOGRAPHIA s. f. (De Carta e do gregographein, escrever). A arte de traçar cartas geo-gráphicas. – Collecção de cartas geográphicas”.

A triangulação fundamental do País, confiadainicialmente ao Dr. Ciera, lente da Real Acade-mia da Marinha, teve início nos finais do séculoXVIII (1788) e foi terminada em 1863, já sobre

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>> Uma estória da Carta Militar de Portugal 1/25.000

o impulso dos Generais Pedro e Filipe Folque.Em 1891, com base nesta rede geodésica, foirealizada uma carta do território na escala1/100 000 (Carta Geral do Reino), compostainicialmente por 25 folhas e ampliada poste-riormente para 37, sendo que todos os cálculosenvolvidos neste projecto foram executadospor Oficiais do Exército. Como curiosidaderefira-se que no levantamento desta carta, acolaboração dos Oficiais de Infantaria, arma aque pertenço, foi da ordem de 70%, sendo queos restantes 30%, se dividiram entre a arma deCavalaria (11%), Engenharia (10%), Artilharia(4,5%) e S.E. Maior (4,5%).

Esta obra notável, entre as mais notáveis, doestrangeiro, mereceu a “Carta de Distinção”com que foi premiada pelo Congresso Inter-nacional de Ciências Geográficas da Sociedadede Geografia de Paris, reunida em 1875.

Embora as tradições militares na CartografiaPortuguesa remontem aos anos mais longín-quos da nossa história e tendo mesmo em con-sideração que, em 1802, a Rainha D. Maria Icriou o Real Arquivo Militar, diremos que averdadeira responsabilidade do Exército pelacartografia militar começaria nos finais do sécu-lo XIX com a criação da Secção de Cartografiado Estado-Maior do Exército e com ela apublicação da carta do estado-maior, na escala1/20 000, denominada Carta dos Arredores deLisboa. A primeira folha desta carta foi publi-cada em 1889 e a última em 1931, tendo-seem 42 anos publicado apenas 85 folhas destacarta, revelando o período conturbado da altu-ra. Em 1926, após nova renovação é criada anova Secção de Cartografia Militar do EstadoMaior do Exército, que tem como missão pro-ceder ao levantamento, no prazo de 40 anos, daCarta Militar do País à escala 1/25 000. Infeliz-mente, a carência de recursos materiais, a faltade pessoal especializado e uma menos esclare-cida compreensão do que representava para aDefesa Nacional o levantamento da Carta Mili-tar do País, obstaram a que a cartografia militarsaísse, por assim dizer, do ponto morto em quese encontrava.

O resultado deste desenlace, seria a publi-cação de apenas uma folha da nova carta

1/25 000, em 1928, a título experimental, cor-respondente à cidade de Lisboa, aproveitandoe actualizando o levantamento já efectuado àescala 1/20 000.

Em 1929, foi suprimida a Secção de Car-tografia Militar, passando para o Instituto Geo-gráfico e Cadastral os serviços a seu cargo, bemcomo o pessoal que dela fazia parte, ficandoapenas no Estado-Maior do Exército o materialtopográfico existente, por ser considerado neces-sário à mobilização. A situação criada lançava acartografia militar numa ambígua posição, desen-raizada do seu ambiente próprio e transplan-tada para um organismo civil, empenhado etalvez até absorvido, por um outro trabalho defundamental importância para a economia doPaís, a carta cadastral. Os trabalhos cartográficosque vinham sendo realizados, com vista às ne-cessidades militares da época foram pratica-mente interrompidos. Durante o período defusão dos dois serviços, militar e civil, que durouaté 1932 não foram levantadas folhas da Carta1/20 000; desenharam-se apenas seis folhas pa-ra uma nova tiragem, que se fez na Litografiado Instituto Geográfico e Cadastral.

Por decisão ministerial é, então, nomeada umacomissão encarregada de estudar a reorganizaçãodos serviços de cartografia do Exército e em1932, depois de muito tempo perdido, foramcriados os Serviços Cartográficos do Exército.

Os Serviços Cartográficos do Exército

“...foi o mais importante diploma da especiali-dade até hoje publicado em Portugal". Nestestermos se referia então ohistoriador, TCor do ExércitoBrasileiro Sebastião da SilvaFurtado, na sua obra intitu-lada “A Cartografia Luso--Brasileira – Cartografia Portu-guesa, Roteiro de Glórias”,ao Decreto Lei 21 904, de24 de Novembro de 1932que põe em execução o regula-mento dos Serviços Cartográfi-cos do Exército.


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O início

A triangulação geodésica do País tinha sidoestabelecida, essencialmente, com vista aolevantamento da Carta Corográfica de Portugalà escala 1/100 000. A sua finalidade não exigiao estabelecimento de uma rede densa devértices geodésicos, razão porque, ao passar-separa levantamentos de escalas maiores havia desurgir a necessidade de adensar a rede naproporção das novas escalas.

Ao iniciarem-se os trabalhos da carta1/25 000, verificaram-se inúmeras dificuldadesem reconhecer a rede geodésica, visto quemuitos vértices dessa rede, por carência deuma lei de protecção e por falta de manutenção,tinham desaparecido ou estavam escondidosna vegetação.

Os SCE tiveram, então, que tomar sobre si atarefa de reconhecer o terreno, de pesquisardentro de cada zona os vértices geodésicos, deproceder à sua identificação e sinalização e dedeterminar novos vértices, uns para substitui-ção dos vértices desaparecidos e outros paraadensar a rede para apoio do levantamento nanova escala. Assim, em 1934, são criadas Bri-gadas expressamente nomeadas para aqueleefeito. Até ao final da campanha de 1946, 162vértices foram reparados e 449 foram recons-truídos.

De 1932 a 1937, a cartografia era efectuadaatravés de processos clássicos, ou seja todos oslevantamentos eram efectuados no campo,adoptando-se os métodos anteriormente utiliza-dos para a carta à escala 1/20 000.

A introdução dos processos fotogramétricosnos levantamentos topográficos militares donosso País, só teve lugar quando no estrangeiro jáaqueles processos eram considerados correntes.Como curiosidade, refira-se que o nascimentoda fotogrametria, ocorre em 1850, com a aplica-ção da fotografia a levantamentos topográficosfeitos pelo francês Laussedât, que por isso, éhoje considerado o seu fundador. Entre nós, asactividades fotogramétricas, iniciaram-se porvolta de 1928, nos Serviços do Ministério daAgricultura, pelo método de ROUSSILE, aplica-do no traçado da planimetria de terrenos sensi-

velmente planos e completado por nivelamentoclássico. No entanto, foi a Sociedade Portuguesade Levantamentos Aéreos L.da (S.P.L.A.L.), aprimeira entidade particular que aplicou os pro-cessos fotogramétricos com o levantamento daCosta do Sol (1/2 000 e 1/5 000), perante o seuquê de reacção dos que, apegados aos processosclássicos, descriam da excelência dos novosmeios, muito embora as provas dadas fossem, jánessa altura, bem concludentes.

Com a aquisição em 1935 dos MultiplexBausch&Lomb (foto1), os SCE, introduzem em1937, os processos fotogramétricos, na cadeiade produção tendo, em 1940, abandonado porcompleto o método clássico, e as folhas da carta1/25 000, passaram a ser restituídas, por foto-grafia aérea, sendo a fo-lha 523 (Pias) a 1ª folha aser totalmente restituídapor este processo nesseano, tendo sido publi-cada em 1939. Era otempo dos WILD A5,WILD A6 (foto 2) e dosBAUSCH&LOMB, aco-plados a mesas de de-senho com pantógrafos,naquilo a que se cha-mou o tempo do “lapi-nhos de pau”.


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Foto 1

Foto 2

O tempo dos “lapinhos de pau”

Na impossibilidade de os SCE, tomaremsobre si a totalidade dos trabalhos de restitui-ção, foi resolvido ceder, por concurso, partedas tarefas a empresas particulares. Com ex-cepção do ano de 1938, em que os trabalhosforam adjudicados à Em-presa Nacional de EstudosTécnicos (7 folhas), foi a an-teriormente referida Socie-dade Portuguesa de Levanta-mentos Aéreos L.da, a en-tidade particular, que desde1937 até fins de 1946, cola-borou com os SCE na resti-tuição da Carta 1/25 000.

Com a aquisição, em1939, de uma câmara aéreaZeiss-Aerotopograf R.M.K.-f.204.5, os SCE adquirirama faculdade de execução devoo e restituição, conquis-tando assim a sua indepen-dência nesta área.

Nesta altura, a aquisiçãodos elementos era feita di-rectamente para o papel, àescala em que se pretendiaque a carta fosse publicada,ou seja os dados eram re-colhidos numa pranchetade alumínio, forrada a papelde um lado e outro. A utili-zação do alumínio, justifica-va-se em virtude de este terum coeficiente de dilataçãomuito pequeno, isto evitavaque o papel sofresse gran-des dilatações. A restituição,era assim feita, do seguintemodo:

• Havia continuidade doselementos, ou seja, porexemplo, os cursos deágua e as vias de comuni-cação não eram interrom-

pidos nas pontes e as curvas de nível tambémnão eram interrompidas nas casas;

• Os símbolos eram desenhados à mão, ou se-ja, o operador colocava um ponto no centrodo símbolo e depois com a lapiseira desenha-va esse mesmo símbolo. Como curiosidade,pode-se referir, que para o desenho de sím-

bolos redondos, como porexemplo, um poço, o ope-rador usava de um pequenotruque, afiava a mina emcunha e depois rodava demodo a fazer um círculo;• Após a restituição muitoselementos eram avivados àmão, com excepção dossímbolos pois estes já tinhamsido efectuados à mão. Esteprocedimento era indispen-sável à fase seguinte, o de-senho manual.

Finda a restituição da car-ta, esta era entregue no de-senho, que redesenhava tu-do na própria prancheta.Este redesenhar, consistia dapadronização manual doselementos, nomeadamentecasas, vias de comunicação(só era restituído o eixo dasmesmas), símbolos, etc.

Daqui se retém duas refe-rências, uma aos símbolos eoutra à padronização. Apósquase 70 anos, continua-mos a usar símbolos e pa-dronização, com o mesmoobjectivo da altura, tornarlegível uma carta.

A partir dos anos 50 apa-recem os WILD A8 (foto 3),WILD A7(foto 4) e WILDB8 (foto 5), sendo que o A8,foi aquilo que poderemosconsiderar o Volkswagen dosestereo-restituidores, estan-do ainda em serviço emmuitas empresas de carto-


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Foto 3

Foto 4

Foto 5

grafia. É também nesta altura, que se introduzemos coordinatógrafos nas mesas de desenho dosestereo-restituidores, excepção feita ao B8, quesó permitia o uso do pantógrafo.

Nesta altura, regista-se uma pequena evoluçãona cadeia de produção, os dados relativos àplanimetria e à altimetria, que até então eramdesenhados na mesma prancheta de alumínio,passam a ser obtidos em separado. Os dadosrelativos à planimetria continuam a ser regista-dos na prancheta, enquanto que os dados re-lativos à altimetria, nomeadamente curvas denível e pontos de cota e os dados relativos àhidrografia, nomeadamente linhas de água,passam as ser registados num cronaflex, umapelícula com emulsão de um lado e doutro,aquilo a que correntemente os operadoresdesignavam por cronar.

Os motivos que levaram a esta separaçãoprendem-se com o facto de se ter dado início àseparação de cores. A prancheta de alumínioera fotografada, para obter o negativo do encar-nado e do preto, que davam origem a um stabi-lene, indo depois para o desenho onde junta-mente com os stabilenes do azul e do siene,gravados directamente do cronar e dos verdese do azul claro, gravados directamente da pran-cheta de alumínio, num cronar, cada uma, seobtinham as seis cores que davam origem àcarta.

De realçar o facto, de nesta altura já a infor-mação estava dividida por cores/temas (layers)e que a sobreposição desses temas dava origemà carta. Claro que não se pode inferir daqui,que houvesse outro propósito que não fosse ode fazer uma carta.

Os primeiros passos a caminho do digital

Em 1969, nos SCE, o Capitão Eng.º Geog.Vasconcelos Nunes, efectua uma experiênciaque tinha por finalidade demonstrar que épossível digitalizar um modelo durante arestituição, e a partir das informações digitaisobter:

• um documento cartográfico;

• vários documentos em que as diversas coresaparecessem separadas;

• vários documentos com a selecção dedeterminados acidentes;

• desenhar as informações em várias escalas.

Utilizando para o efeito, o autógrafo Wild A7,através do EK 5 (utilizado na aquisição de dadospara a Triangulação Aérea) permitiu registar emfita perfurada parte de um modelo estereoscó-pico. Uma vez digitalizado o modelo, restavarepresentá-lo graficamente. Foi para o efeitoelaborado um programa que permitiu utilizar o“traçador de gráficos” do computador NCR-4100 da “National Cash Register” instalado noLaboratório Nacional de Engenharia Civil. Oprograma destinava-se pura e simplesmente esem outras preocupações a representar grafica-mente um conjunto de informações numéricas.Esta experiência, coroada de êxito e notávelentre nós viria mesmo a ter certa repercussãointernacional.

O sistema Kongsberg Vappenfabrikk/Applicon

Em 1974, têm início os trabalhos de umaequipa liderada pelo Major Eng.º Geog.Mendes Geraldes de que resultaria a instalaçãoem Outubro e Novembro de 1977, do SistemaKongsberg. Pioneiro em Portugal, trata-se deuma das primeiras configurações em todo omundo a cobrir de forma inteiramente compa-tibilizada, ainda que na modalidade off-line, aestereodigitalização dos modelos fotogramé-tricos, a correcção e o completamento gráficos,quer em batch quer interactivamente, bem co-mo o traçado e gravação automáticos de ma-trizes cartográficas. A informação que até entãoera apenas em formato papel, passa também aser armazenada em formato digital. A primeirafolha a ser obtida através deste sistema foi afolha 435 de Vendas Novas, em 1978.

A introdução deste sistema obrigou a altera-ções profundas na cadeia de produção. Deno-minado de sistema de cartografia automática,era constituído por três sub-sistemas, que fun-cionavam off-line.


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O sub-sistema de aquisição de dados(foto 6)

O Registador Fotogramétrico Kongsberg S/N1028, era constituído por:• Computador PDS-M8 (Photogrammetric Digi-

tizing System);• Video Display (alfanumérico);• Keyboard;• Leitor de fita perfurada;• Unidade de banda magnética;• Pedal.

O sistema PDS-M8, era um sistema de gra-vação digital, controlado por computador quepodia facilmente ser ligado aos aparelhos foto-gramétricos, através de um encoder para cadaeixo (x, y, z). O encoder permitia transformar osmovimentos lineares em impulsos eléctricos.

O coração deste sistema, a sua unidade cen-tral de registo, era um microprocessador do ti-po INTEL 8008, que controlava todas as se-quências e executava todas as operações.Possuía uma memória de 8K bytes, com pos-sibilidade de extensão a 16K.

O serviço possuía duas destas unidades,ligadas a dois A8.

O sub-sistema de processamento de dados (foto 7)

O processador central era um minicom-putador PDP 11/35 da DEC com 96K de me-mória, com possibilidades de expansão até124K. Este sistema, entre outros periféricos, dis-punha de um monitor de fósforo e de softwareque lhe permitia seleccionar, apagar, mover, co-piar, ampliar (zoom), intersectar, juntar, digitalizar,entre outras várias funções. Havia ainda, soft-ware específico para transformação de coorde-nadas, filtragens, ligação de modelos e formata-ção de dados.

O sub-sistema de desenho (foto 8)

O equipamento que integrava o sub-sistemade desenho era, genericamente e de acordocom a terminologia de origem, o "KONGSBERG


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Foto 6

Foto 7

Foto 8

DRAFTING SYSTEM DC 300/1216", constituídopelas seguintes células:

• Controlador DC 300 KONGSBERG;• Mesa de Desenho Automático DM 1216

KONGSBERG, incluindo:– Cabeças-suporte de acessórios de escrita e

gravação;– Canetas esferográficas;– Canetas de tinta;– Pontas de gravação em stabilene com con-

trolo tangencial;– Episcópio

A mesa de desenho, possuía uma área útil de1,60 x 1,20 m e tinha uma precisão de ± 0,075mm. Associados à mesa de desenho, estava umsistema de ar comprimido, o qual proporciona-va a pressão adequada, automática e/ou ma-nualmente controlada aos acessórios de desenhode acordo com o seu tipo, e um sistema devácuo que assegurava a desejada fixidez aomaterial suporte de desenho.

A Cadeia de Produção

A introdução deste sistema obrigou a algumasalterações nos procedimentos realizados atéentão. A nova sequência de procedimentos,passou a ser a seguinte:

Na Fotogrametria• orientação do modelo na prancheta (cronar); • introdução do programa de orientação no

PDS-M8;• orientação no computador;• introdução do programa de restituição no

PDS-M8;• restituição digital e gráfica (cronar de plani-

metria e cronar de altimetria).

O operador tinha de introduzir um código pa-ra cada pormenor que fosse adquirir e definir omodo de aquisição, ponto ou fluxo (stream) eneste caso a relação de tempos (delay). A infor-mação era adquirida em formato ASCCII e vi-sualizada nesse mesmo formato, no video dis-

play. O operador precisava da mesa para ver otrabalho realizado, pois no video display apenasvia caracteres alfanuméricos. O sistema dispu-nha de um buffer de 256 caracteres, que ia ar-mazenando a informação até esse montante,após o qual, descarregava para a banda magné-tica. A informação era, então, gravada em ban-das magnéticas que eram enviadas para a car-tografia automática, juntamente com as pran-chetas.

Na cartografia automáticaEm termos de sequência, pode-se dizer que,

havia duas fases no tratamento dos dados. Umaprimeira, chamada de Compatibilização e Lim-peza onde, de forma automática, com base emsoftware adquirido com o sistema, se fazia a:• transformação de coordenadas (em virtude de

os modelos virem com coordenadas aparelho);• ligação de modelos (junção dos modelos de

modo a fazer a carta);• filtragem (permitia expurgar os dados de todos

os pontos errados ou supérfluos).

Uma segunda fase, chamada de Completa-mento e Correcção onde, pela primeira vez sevisualizava o modelo, em virtude de disporemde monitores de fósforo e que consistia:• no preenchimento de lacunas;• introdução da simbologia;• correcção interactiva;• padronização.

De realçar, o facto de ter sido aqui que apa-recem as primeiras livrarias de células (símbolos).Finda a edição, procedia-se à gravação dosstabilenes, um por cada cor, na mesa Kongs-berg, após o que se enviavam para o desenhomanual para acabamentos, retoques e introdu-ção da toponímia, convenções, etc.

Os Censos de 80

O sistema Kongsberg foi o garante de apoioaos censos de 80. De Julho de 79 a Dezembrode 80, os dois A8 com o sistema PDS-M8, tra-balharam “25” horas por dia, a quatro turnos


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de seis horas, sendo que havia 30 minutos desobreposição entre os turnos diurnos. Nessetempo, muito pessoal exterior ao serviço veiocá colaborar neste trabalho, pagando-se naaltura 180$00 à hora.

O voo utilizado no trabalho era à escala1/30 000, realizado pela FAP, o que perfaziaduas fiadas por folha 1/25 000 e dava cerca de 12 modelos por folha. O trabalho foi efectua-do à escala 1/25 000 e depois ampliado para 1/ 10 000 e consistia essencialmente na aqui-sição de informação relativa aos seguintes por-menores:• casas;• vias de comunicação que dessem acesso a

povoações ou casas;• cursos de água mais importantes;• rede geodésica;• malha de pontos de 500 em 500 metros.

Foram restituídas cerca de 150 folhas1/25 000, nomeadamente da folha 1 à folha147, relativas ao norte do país, sendo quedepois estas eram divididas em quatro cartas1/10 000, no formato standard 50cmx80cm demancha.

A era do VAX

Em Março de 1986, ini-cia-se a era do VAX/VMS(Virtual Address Extension/Virtual Memory System) coma introdução do Sistema In-tergraph 200 (foto 9). Estesistema apresentava uma ar-quitectura baseada numaCPU standard (µVAX II) eem periféricos provenientesde várias origens. Os SCEforam também dotados deuma moderna rede deEthernet, o que permitiuque todo o sistema estives-se on-line. Tal como o siste-ma Kongsberg era consti-tuído por três sub-sistemas:

O sub-sistema de aquisição de dados(foto 10)

A aquisição de dados continua a ser feita nosestereo-restituidores analógicos, só que agora,ligados às InterMaps (Intergraph Mapping Sys-tem). Este sistema, dispunha de um software deorientação, o SDI (Stereo Digitizing Interface) ede um software de restituição, o IGDS (Interac-tive Graphics Design Software).

As suas características fundamentais eram asseguintes:• todos os pormenores restituídos eram visuali-

zados no monitor;• dispensava os coordinatógrafos e as pran-

chetas;• funcionava on-line;• dispunha de um menu customizado para a

nossa cartografia;• dispunha de uma livraria de células;• a informação era estruturada de acordo com

nível, cor, espessura e estilo;• dispunha de funções importantes a nível de

restituição, como sejam por exemplo, o snap,o merge e a possibilidade de trabalhar comficheiros de referência.

O sub-sistema de processamento de dados (foto 11)

Apesar de inicialmente, se ter mantido o


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Foto 9

sistema existente, este mais tarde foi substituídopor outro, constituído por estações gráficas in-teractivas, mas estas mais inteligentes e dotadasde dois écrans tipo raster (um deles a cores)que permitia o tratamento em batch ou por viainteractiva da informação digitalizada.

O sub-sistema de desenhoContinuou a ser o mesmo existente, baseado

na mesa de desenho automático Kongsberg,que apresentava ainda as melhores característicasdo mercado.

É, assim, a partir desta data, que podemos fa-lar de informação digital, pois a sua estruturamantêm-se, de algum modo, inalterável até aosdias de hoje.

O modo de aquisição da informação, sofreentão algumas alterações. O aparecimento denovas ferramentas, nomeadamente as multi-lines, leva a que se optasse pelo uso das mesmasna aquisição da rede viária. O uso desta fer-ramenta implicou, que no momento da aquisi-ção se fizesse também edição, com o afasta-mento dos pormenores que se encontrassemdentro das multi-lines para fora das mesmas. Épreciso aqui realçar que o único objectivo daaquisição da informação, nesta altura era afeitura da carta papel 1/25 000 e nada mais. Foipois, perante este objectivo, que se definiramas regras de aquisição, que hoje poderemosconsiderar ultrapassadas, mas que à altura eramperfeitamente legitimas e que hoje podemosconsiderar como problemas da informaçãodigital mais antiga, dos quais se destacam osseguintes:• uso de multi-lines na rede viária;• edição em simultâneo com a aquisição;• os arruamentos eram definidos pelas casas;• o mato não tinha limite;• os rios e a rede viária eram interrompidos nas

pontes e em outros pormenores;• as áreas não eram fechadas.

As InterPro

Em 1993, os Serviços Cartográficos do Exérci-to, passam a designar-se Instituto Geográfico doExército.

Nesse ano aparecem as InterPro (foto 12), como sistema operativo UNIX e que dispunham dosoftware de orientação SPIM e do software deaquisição de dados Microstation. Este software,que foi evoluindo de versão em versão, é aindao software utilizado hoje em dia na aquisição de


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Foto 10

Foto 11

Foto 12

dados por estereo-restituição.Em 1994, dá-se início à restituição essencial-

mente virada para a constituição de uma Basede Dados de média escala, da qual se extrairádepois a carta 1/25 000. Com base nesta situa-ção, todos os detalhes anteriormente referidos,são alterados e procura-se que a nova informa-ção digital vá de encontro às solicitações de umfuturo utilizador da mes-ma, para inserção numSIG. Claro que falamos deinformação sem topologia,pois é ponto assente, queno momento da aquisiçãoesta não deve ser associadaà informação alfanuméri-ca, em virtude dos eleva-dos custos, quer dos apa-relhos, quer dos operado-res de fotogrametria. Estaassociação poderá ser feitaà posteriori, num PC banale de baixo custo e por umoperador não tão especia-lizado como o anterior. Es-tas breves palavras sobre es-te assunto não relatam todaa discussão gerada, nessesanos sobre a matéria, nãoem Portugal claro, mas sim anível internacional.

As estações digitais

Em 1995, começam achegar as primeiras esta-ções digitais, as Image-Station (foto 13) da Inter-graph que, pouco a pouco,começam a tomar o lugardos velhos restituidoresanalógicos. Este tipo deestereo-restituídor, permitea superimposição da infor-mação vectorial à imagem.Os diapositivos, são assimdispensados na restituição

e passa-se a trabalhar com a imagem rasteri-zada do mesmo. A aquisição destas estaçõesobriga à aquisição do PhotoScan PS1 (foto 14),um scanner fotogramétrico, que permite a ras-terização dos diapositivos a várias resoluções. A resolução escolhida, na altura foi a de 14µ, oque tendo em consideração que a escala médiadas fotografias era de 1/22 000, obtinha-se

pixels de cerca de 30 cmde resolução. As primei-ras estações, bem como oPhotoScan, trabalhavamem UNIX. Passados ape-nas dois anos, chega umnovo scanner, o Photo-Scan TD (foto 15), este atrabalhar já em NT e cominovações tecnológicas ex-tremamente interessantes,que permitiram reduzirem 2 terços o tempo derasterização e o espaço deum ficheiro. Com ele che-gam também mais esta-ções digitais, estas últimastambém em NT e nestemomento coexistem pa-cificamente os dois tiposde estações na fotogra-metria, tendo-se abando-nado por completo osaparelhos analógicos eanalíticos, tendo-se entra-do por completo numalinha de produção digital.

Triangulação aérea

A triangulação aérea(TA), constituiu um dosmaiores avanços da tec-nologia no apoio à geo-referênciação dos mode-los e à fotogrametria.

Inicialmente, era efec-tuado o apoio par a par,ou seja por cada foto era


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Foto 13

Foto 14

Foto 15

necessário dois pontos de coordenadas (x,y,z)conhecidas, vulgo pontos fotogramétricos (pf’s),para que se pudesse efectuar a orientaçãoabsoluta dos modelos (geo-referênciação). Poroutras palavras, pode-se dizer que eram neces-sários quatro pontos num modelo (constituídopor duas fotos), para se efectuar a orientaçãoabsoluta. Dois pontos para escalar o modelo,um terceiro para nivelá-lo e um quarto paraconfirmação. Esta situação que obrigava a umtrabalho de campo gigantesco, relembre-se queestes pontos eram obtidos utilizando-se teo-dolitos, foi mantida por mais de 30 anos(1937–1968) e só em 1968 é que aparece oEK-5, que, ligado ao WILD A7, permitiu o usodesta técnica, que consistia na substituição demuitos desses pf’s, por pontos artificiais. Estes,denominados vulgarmente de pontos pugados(PUG´s), pois eram obtidos através de um apa-relho chamado PUG (foto 16), que cavava naemulsão do diapositivo ou negativo um pe-queno círculo (100µ), eram depois lidos no A7,para se obterem as suas coordenadas aparelho,bem como os pf’s. Com o registo destas coorde-nadas, obtidas pelo EK-5 e com as coordenadasterreno dos pf’s, procedia-se então ao cálculodas coordenadas terreno para os pontos dosquais dispúnhamos apenas de coordenadas

aparelho. O software decálculo utilizado na altura,foi desenvolvido pelo Dou-tor Rui Agonia Pereira, In-vestigador do Centro deCálculo Científico da Gul-benkian e pelo CapitãoEng.º Geógrafo VasconcelosNunes deste serviço e ba-seava-se num ajustamentode polinómios fiada a fiada.Nesta altura, havia já umsoftware de TA, “Programfor the Adjustment of Stripsand Blocks by PolinomialTransformation” do Prof.SCHUT do National Resear-ch Council of Canada, maso seu manuseamento impli-cava um computador comrequisitos não existentes naPenínsula. Em 1973, o EK-5 é substituído peloEK-8 (foto 17), que é usado até 1987, data emque os serviços adquirem o seu primeiro estereo--restituídor analítico, o IMA da Intergraph (foto18), que assim substitui quer o EK-8, quer o A7na aquisição de dados para a TA. Entretanto,em 1982, torna-se possível a utilização do pro-grama do SCHUT, pelo que este é adoptado,só sendo substituído em 1994 pelo PATM epelo PATB-GPS, que nos dão uma precisãomuito superior ao programa do SCHUT. Em1991, o IMA é também substituído pelo ZEISS


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Foto 18

Foto 17

Foto 16

P3 (foto 19), um dos melhores aparelhos analí-ticos jamais construídos e que utilizava marcasflutuantes de 15µ para leitura dos PUG´s. Estefacto, aliado à saída dos B8 da cadeira deprodução, pois tinha marcas flutuantes de 70µ,permitiu a alteração dos rascadores do PUG de100 para 60µ, menos não se podia utilizar, poiscontinuávamos dependentes das marcas flu-tuantes dos restantes aparelhos em produção,que eram exactamente de 60µ. De qualquerdos modos com esta redução, evidencia-se umganho em exactidão, pois a margem de erroem leitura é menor.

Em 1995, é efectuado um voo, o voo do Por-to, com GPS. Este voo, o primeiro em Portugal,efectuado pela empresa alemã, MAPS, permite--nos obter as coordenadas do centro de projec-ção da câmara e assim, mais uma vez diminuirdrasticamente o número de pf’s utilizados paraapoio. Em conjunção com o software PATB--GPS, esta experiência, foi coroada de êxito,sendo a primeira efectuada em Portugal e umadas primeiras efectuadas na Europa, num blocotão extenso. Até aí, havia apenas algumas expe-riências feitas em blocos pequenos e bemapoiados.

Hoje em dia, todas as empresas dispõem deGPS nas suas câmaras aéreas e a evolução con-

tinuou de forma drástica, de tal modo que coma adopção de uma linha de produção total-mente digital, este modo de triangulação tor-nou-se obsoleto e tirando partido das capaci-dades de correlação das imagens, a TA tornou--se automática, atingindo aquilo que neste mo-mento parece o último grau de evolução possívelnesta matéria.

O GPS

Em 1992, os velhos teodolitos, que tanto ser-viço prestaram a esta casa, começam a sersubstituídos por um novo sistema, que permite,a partir do processamento dos sinais de rádio-frequência (RF), emitidos por uma constelaçãode satélites artificiais, determinar as coordena-das tridimensionais dos pontos onde foram po-sicionados os pratos das antenas de recepção.Estamos em presença daquilo a que designa-mos por GPS (Global Positioning System). Estetipo de GPS, no caso o TRIMBLE 4000SE (mo-no-frequência) e mais tarde o 4000SSE (dupla--frequência – foto 20), obrigam a um pós-pro-


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Foto 19

Foto 20

cessamento através de um software apropriado aoefeito, o TRIMNET, de modo a se obter as coor-denadas correctas. As coordenadas obtidas poreste sistema são em WGS84, o que obriga tam-bém a que se efectue uma transformação decoordenadas, para o sistema pretendido. Nestetempo, em virtude da rede de 24 satélites aindanão estar totalmente operacional, era obrigatórioproceder-se ao planeamento do trabalho aefectuar, para determinar qual o horário em quehavia satélites disponíveis na zona, sendo oplaneamento efectuado com o TRIMPLAN.

Com o evoluir da tecnologia aparecem os RTK(Real Time Kinematic – foto 21), aparelhos queutilizam a técnica diferencial GPS. Como emqualquer técnica diferencial, baseia-se numaestação de referência, colocada num ponto cujascoordenadas são conhecidas com rigor. No ca-so do RTK, a estação fixa recebe a informaçãoproveniente dos satélites GPS e, com base nasdiferenças calculadas entre as coordenadascorrectas e as obtidas pelo sistema, determina ascorrecções diferenciais. Estas correcções podemser difundidas a partir de qualquer sistema decomunicações, por exemplo VHF ou UHF, GSM,RDS ou mesmo de satélites de comunicações erecebidas pelos receptores das equipas que asaplicam à informação recolhida, corrigindo desta

forma os erros comuns aos receptores da estaçãode referência e das equipas.

Esta tecnologia, mostrou-se inteiramente válidae tem sido utilizada, com alguma frequência,mormente na actualização da rede viária.

Considerações finais

A Carta Militar de Portugal 1/25 000 é aindahoje, passados 70 anos desde o seu nascimen-to, a Carta Base de Portugal, considerandoCarta Base como aquela que cobre todo o paísà maior escala, o que é bem demonstrativo dovalor da mesma. Com uma riqueza de conteú-do mais próprio de uma escala 1/10 000, comcurvas de nível de 10 em 10 metros, esta Cartaestá cada vez mais actual, fazendo parte donosso quotidiano. É, sem dúvida, uma informa-ção com que todos os utilizadores de SIG pode-rão contar, hoje e sempre. Se ao ler estas linhassentir que elas estão incompletas, a verdade éessa mesmo, muito ainda poderia ser dito, no-meadamente na parte relativa ao trabalho decampo, ao desenho e controlo de qualidade eaos processos que conduzem à impressão dacarta. No entanto, o meu objectivo foi orienta-do para a aquisição de dados e dar a conhecer,mais em pormenor, essa situação, a todosaqueles que usam informação digital e muitasvezes não sabem o caminho que se teve depercorrer até ela chegar às suas mãos. De qual-quer dos modos, penso que este documento émais um contributo para a história, da cartamilitar. Considero-o a primeira parte, deixarei aoutros a tarefa de escrever a segunda parte.

Lamento a desactualização de algumas dasfolhas mas, infelizmente, tal como na históriapassada, o esforço desenvolvido pelo Institutoesbarra em alguma falta de visão cartográfica.Os cortes nas verbas, a falta de pessoal, a nãocompreensão do trabalho dos tarefeiros, expe-diente a que esta Casa sempre recorreu desdeos seus primórdios, podem dar origem a umanova estagnação da Cartografia.

Mas, se o “Exército é o espelho da Nação”,esperemos que a Carta Militar 1/25 000, conti-nue a ser hoje e sempre o reflexo do País.


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Foto 21

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70

as propostas que aquelasapresentam, elaborar os planos de

actuação, assegurar a ligação entre asdiversas entidades e incentivar ainvestigação científica ...”. Neste

contexto decidiu lançar, em conjuntocom a Direcção Geral de Florestas

(DGF), Centro Nacional deInformação Geográfica (CNIG) eInstituto Geográfico do Exército

(IGeoE) um projecto de SIGanalógico, para o planeamento de

actividades ligadas aos fogosflorestais quer ao nível distrital

(escala 1/100 000) quer ao nívelconcelhio (escala 1/50 000). A razão

pela escolha do suporte analógicodeveu-se inicialmente ao facto de

nem todos os destinatários disporemde equipamento, ferramentas de

SIG, informação e/ou formaçãoadequada. Porém e ainda que

assumindo as insuficiências de umSIG deste tipo, é possível colmatar

lacunas ao nível da informaçãodisponível e consequente exploração

e análise, bem como constituir-secomo um estímulo à sua utilização e

evolução para o mundo digital.A passagem da informação de

carácter espacial em formato digitalpara formato analógico levanta um

vasto conjunto de problemas quetêm essencialmente a ver com as

especificidades do suporte deapresentação e do destinatário final

(o Homem), e a forma como esteapreende e interpreta a informação

que lhe é apresentada.

>> Do digital para o analógico

71



O planeamento e a condução deoperações de combate a fogos

florestais requer a possibilidade decruzamento de diversa informação

geo-referenciada: cartografia,informação sobre o uso do solo,informação sobre áreas ardidas,

informação sobre infraestrutras deapoio e/ou combate a fogos florestais

tais como quartéis de bombeiros,postos de vigia, locais de captação de

água, casas de guarda, etc.Os Sistemas de Informação

Geográfica (SIG) são por excelência aferramenta, adequada a processos de

análise espacial e temporal, paraapoio à decisão e planeamento.

A CNEFF é um orgão nacional decoordenação de actividades ligadas

aos florestais, dependente doMinistério da Administração Interna eque tem como missão “...fomentar a

cooperação entre Comissõesgeograficamente contíguas, analisar

Implementação de um Sistema de Informação Geográfica (SIG) Analógico– Projecto conjunto entre a Comissão Nacional Especializada em Fogos Florestais

(CNEFF), Direcção Geral das Florestas (DGF), Centro Nacional de InformaçãoGeográfica (CNIG) e Instituto Geográfico do Exército (IGeoE)

> Domingas Cardoso, Engª Geógrafa

> José Martins, Tenente-Coronel Art, Engº Informático

Introdução

O s SIG são hoje em dia a ferramenta,por excelência, para exploração eanálise de informação de carácter es-

pacial. O seu início é anterior à era das tecno-logias de informação (TI), uma vez que a técni-ca de sobreposição bases cartográficas, comdiversos níveis de informação já tinha sido utili-zada, pelo menos no séc. XIX. A evolução das TI,a par do desenvolvimento de teorias de pro-cessos espaciais em diversas áreas, e o crescen-te interesse por novas questões em que a pers-pectiva espacial é de extrema importância(ambiente, etc) impulsionaram os SIG definitiva-mente para o mundo digital, onde as potencia-lidades de representação, exploração e análisedos dados são incomensuravelmente superioresàs do suporte analógico. Assim um SIG é hojeentendido no sentido essencialmente digital enão analógico, pelo que uma variante analó-gica de SIG é seguramente uma versão maispobre, estática, e muito menos potente em ter-mos de análise e de um vasto número de outraspossibilidades do que o seu equivalente digital.

Porém, nalguns casos como o presente emque nem todos os destinatários dispõem deequipamento, ferramentas de SIG, informaçãoe/ou formação adequada, o suporte analógicopode ser a forma mais prática, ou mesmo a úni-ca forma de implementação e utilização de umSIG.

Na produção de um SIG com estas caracterís-ticas, levantam-se questões como utilizaçãoda(s) cor(es), sobreposição entre as diversas ca-madas de informação (base e transparentes),simbolização (áreas, linhas, elementos pontuais,textos, omissão de objectos, exagero, etc.), tiposde suporte que, sendo aspectos tipicamentecartográficos têm um ênfase especial pelo factode a sobreposição de diversos transparentes te-máticos causar frequentemente efeitos imprevi-síveis e indesejados, tais como alteração dascores originais, sobrecarga de informação, etc.

Mudanças de escala da informação cartográ-fica, calibração dos equipamentos de impres-são relativamente a cor, tipo de suporte, di-mensões das impressões, entre outras, são ain-

da questões que surgiram durante a execução eàs quais teve que ser dada uma soluçãoadequada.

Objectivo e ambiente de implementação

O objectivo do projecto envolve a execução, eimpressão em formato A0 (1188mm× 840mm),de uma base cartográfica opaca e de três trans-parentes temáticos: cobertura de uso do solo,infraestruturas de combate a fogos e áreas ardi-das. Para produzir a base cartográfica à escala1/100 000, foi utilizada informação da Base de Dados Geográfica do IGeoE, na escala1/250 000, enquanto que para a escala1/50 000, está a ser utilizada imagem de satéliteSPOT com a resolução de 10m, falsa cor, e in-formação da Base de Dados Geográfica doIGeoE (BDG), na escala 1/25 000. O tema douso do solo foi produzido pelo CNIG, bemcomo as infraestruturas de apoio e/ou combateaos fogos, tendo a DGF produzido o tema dasáreas ardidas correspondentes ao período1990-2000. A área coberta corresponde aoterritório de Portugal Continental.

A escala 1/100 000 envolveu a produção dasseguintes saídas gráficas (figura 1):• Base cartográfica do IGeoE na escala

1/250 000;• Transparente de uso dos solos;• Transparente de áreas ardidas;• Transparente de infraestruturas de combate

aos fogos.

Na escala 1/50 000 as saídas gráficas emprodução são as seguintes (figura 2):• Base cartográfica: imagem de satélite SPOT,

resolução de 10m, falsa cor com processa-mento visando realçar a cobertura vegetal;

• Transparente com as infraestruturas de com-bate aos fogos e informação cartográfica;

• Transparente com a rede viária e rede fer-roviária na escala 1/25 000;

• Transparente com as áreas ardidas.

O projecto decorre nas instalações do IGeoE,e conta com o envolvimento directo de uma


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equipa constituída por três colaboradores: umTécnico Superior e dois Técni-cos.

O equipamento principal in-cluiu três estações gráficas edois plotters HP 5000 PS, sendoque as principais ferramentasde software incluíram as se-guintes suites: Microstation(Bentley), ArcGIS (ESRI): Arc-Map, ArcInfo, ArcPress e Photo-shop (Adobe).

A principal ferramenta uti-lizada é o pacote ArcGIS. Estepacote do qual foram utilizadosos módulos ArcMap, ArcInfo eArcPress apresenta grandes po-tencialidades ao nível de sim-bolização (por ex: bibliotecasde símbolos, possibilidade decriação de nova simbologia,etc.), de criação rápida de lay-outs, bookmarks espaciais, faci-lidade de alteração de escala,de sistema de coordenadas, fá-

cilidade de utilização,entre outros aspectos.

O projecto foi estru-turado em duas fases:

• 1ª fase, com a du-ração de cerca detrês meses, termina-da em Abril de 2002e que envolveu aprodução das saídasgráficas na escala1/100 000;

• 2ª fase, a decorrer noperíodo Abril 2002 –Março 2003, e queenvolve a produçãodas saídas na escala1/50 000;

Foi estimado em cer-ca de 7500 (incluindo

quebras) o total das saídasgráficas a executar durante todo o projecto.


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Figura 1 – Vista em ArcMap da sobreposição base geográfica e transparentes temáticos na escala 1/100 000

Figura 2 – Vista em ArcMap da sobreposição da base geográfica e transparentes temáticos na escala 1/50 000

Dados

No quadro 1 encontram-se resumidos os prin-cipais dados utilizados no projecto.

A razão da escolha da imagem de satélite co-mo base cartográfica na escala 1/50 000, resul-ta do facto de ser uma informação mais actual,para além de enfatizar a cobertura vegetal,informação relevante para o objectivo do SIGque é o do planeamento do combate a fogosflorestais.

É ainda de referir que o projecto se encontraaberto à inclusão de dados mais actualizadosna posse de outras instituições, tal como acon-teceu com a inclusão da rede viária do Algarvecedida pela Comissão de Coordenação Regio-nal do Algarve, sempre que tal se afigure possí-vel e seja possível chegar a acordo com as enti-dades detentoras desses dados.

Tal como já acima referido, estes dados foramestruturados em camadas (base e transparentes)tal como são organizados num Sistema de In-formação Geográfica.

Aspectos técnicos relevantes

SimbolizaçãoNas bases cartográficas procurou manter-se a

simbologia usualmente utilizada na representa-

ção dos produtos cartográficos do IGeoE, umavez que os utilizadores estão familiarizadoscom essas convenções.

Quando se sobrepõe informação, em termoscromáticos, um dos efeitos é a mistura de coresentre as diversas camadas de informação (trans-parências), pelo que se tornou necessário aaplicação de regras como:• evitar, através de exaustivos testes de cor, a

sobreposição de cores que origine outras jáem utilização;

• simbolizar a informação base, por forma aque esta se constitua como um fundo neutroe suave, e assim possibilite que a informaçãosobreposta possa realçar; neste ponto há ain-da a referir que a suavização da base (fundo)também ocorre nas imagens de satélite, ondeo processamento digital das respectivas ima-gens, também teve em conta, entre outros,este objectivo;

• efectuar o preenchimento de áreas, quer nabase, quer nos transparentes temáticos, utili-zando tons suaves, e pelo motivo já acimamencionado; já aos elementos lineares e pon-tuais foi associada uma cor mais forte e comboa definição com vista a melhorar o contras-te quer com as áreas, quer com o fundo.

A gestão da cor é um problema a ter emconta quando se pretende executar saídas gráfi-


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Quadro 1 – Principais dados utilizados no projecto

cas, uma vez que os vários dispositivos inter-pretam a cor de forma diferente.

No processo de formação de cores existemdois processos de produção de cores: misturaaditiva de cores (RGB) e mistura subtractiva decores (CMYK). Estes métodos usam cores pri-márias diferentes e possuem significados distin-tos para o branco e para o preto.

As cores primárias aditivas são: vermelho,verde e azul. No processo aditivo, o preto é ge-rado pela ausência de qualquer cor, indicandoque nenhuma luz é transmitida; o branco é amistura de todas, o que indica que umaquantidade máxima de vermelho, verde e azulé transmitida.

As cores primárias subtractivas são: magenta,amarelo e cyan, pois o seu efeito é subtrair, istoé, absorver alguma cor da luz branca. Quandoa luz branca passa por um objecto, ela é par-cialmente absorvida pelo objecto. A parte quenão é absorvida é transmitida, e eventualmenteatinge o olho humano, determinado assim acor do objecto. No processo subtractivo, obranco é gerado pela ausência de qualquer core o preto é a presença de todas.• Cyan: absorve a componente vermelha da

luz branca reflectida; a luz branca é a soma dascores azul, verde e vermelho; assim, em ter-mos de cores subtractivas, cyan é a soma deverde e azul.

• Magenta: retira a componente verde da luzbranca, sendo assim, a soma de vermelho eazul.

• Amarelo: subtrai a componente azul da luzbranca reflectida; é a soma do verde e ver-melho.

A explicação para que um determinado fi-cheiro quando visionado em diferentes dispo-sitivos, nomeadamente monitor e impressorater uma aparência diferente, reside no factodos monitores serem dispositivos que utilizam omodelo RGB e em contrapartida as impressorasserem dispositivos que utilizam o modeloCMYK.

Ainda que estes dois modelos RGB e CMYKsejam equivalentes em termos teóricos, emtermos práticos o espectro de cores passíveis de

serem representadas no modelo RGB, é superiorao modelo CMYK, daí que a mesma imagempossui uma aparência diferente quando visua-lizada num monitor ou quando impressa numaimpressora. Daqui a impossibilidade de deter-minadas cores observadas num monitor nãopoderem ser recriadas num dispositivo que uti-liza o modelo CMYK, por exemplo, uma imagemno formato CMYK é sempre mais escura que aimagem original RGB; isto explica-se da seguin-te forma: as cores cyan, magenta e amarelaquando misturadas não conseguem produzir acor preta pura ou então graus de cinzento.

Uma das formas de resolver este problema éatravés de processos de calibração, medianteos quais são gerados filtros que se aplicam aosficheiros a imprimir, e que se destinam a elimi-nar as diferenças de cor entre os dois tipos dedispositivos. Porém, devido ao fluxo de trabalhoimplementado, não foi possível a aplicação defiltros pelo que o processo de calibração teveque ser efectuado recorrendo a comparação eajuste visual, entre os valores de cor RGB lidosno monitor e a cor obtida no dispositivo de im-pressão. Este processo expedito de calibraçãovisual foi efectuado por <Monitor, Impressora,tipo de Suporte>.

SobreposiçãoA sobreposição entre as diversas camadas

(layers) de um SIG é um dos tipos de operaçõesmais utilizadas em Sistemas de InformaçãoGeográfica. Neste sentido é imperioso garantira coincidência espacial entre todas as camadasenvolvidas, pelo que funcionalidades comoBookmarks Espaciais, são uma preciosa ajuda.Esta funcionalidade da ferramenta ArcMap per-mite costumizar os limites das janelas dos mapas,associar-lhes um nome, e utilizá-las quandonecessário, garantindo que a áreas geográficascobertas pelas diversas camadas (saídas gráficas)sejam absolutamente coincidentes.

Devido ao facto de o processo de impressãoenvolver grandes formatos (A0), a diferençaentre as dimensões especificadas na aplicação eas dimensões efectivamente obtidas, pode atin-gir uma expressão significativa. Assim, e paragarantir a coincidência entre as várias impres-


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sões há que assegurar que as dimensões dassaídas estejam dentro de uma tolerância pré--estabelecida: cerca de 1mm no caso presente,pelo que deve ser compensada:• por impressora /plotter;• por tipo de saída (portrait / landscape);• por tipo de suporte (filme, papel opaco, e

dentro de cada tipo de suporte, sempre queas especificações ou a marca mudaram);

• à medida que o suporte é consumido pelodispositivo de saída.

Este problema foi resolvido escalando odesenho a imprimir, por forma a compensar asdiferenças entre as dimensões especificadas eas efectivamente obtidas, utilizando para esteefeito uma regra de 3 simples, em que se pre-tende obter o valor de X

D1 → O1X → O2

em que D1 – dimensão especificada (no momento dacalibração)O1 – dimensão obtida (no momento da cali-bração)O2 – dimensão obtida (por monitorizaçãovisual)X – dimensão a especificar em face de O2

Para detectar a dimensão a aplicar (X), é ne-cessário monitorizar as saídas gráficas, de formavisual e permanente, por forma a detectardesvios superiores à tolerância estabelecida:1mm. Uma vez que se trata de uma acção cor-rectiva e a posteriori, este processo causa algumdesperdício, nomeadamente até que estejamdisponíveis dados estatísticos que possam per-mitir uma acção preventiva.

Outros aspectosA escolha de imagem de satélite como base

geográfica de referenciação implicou o proces-samento das imagens que resumidamenteenvolveu as seguintes etapas:• fusão de imagem (Pancromática e multies-

pectral) com compensação da intensidade;• criação de uma banda sintética para simulação

da cor natural;• ortorectificação das imagens;• mosaico das imagens e compensação do

bloco.

A dimensão das saídas gráficas (A0), e a reso-lução exigida (300 dpi) determinaram a opçãopelo formato Encapsulated Post Script (EPS)uma vez que o processo de exportação é sim-ples e rápido, gera ficheiros de menor dimensãoe transfere parte do processamento para o pe-riférico de saída (plotter). No entanto a escolhadeste formato e a implementação do respectivofluxo de trabalho inviabilizou a aplicação defiltros para compensar as diferenças entre a co-res especificadas e as obtidas, o que forçou aopção por um processo de calibração visual emais expedito.

Outro aspecto importante relacionou-se coma não existência de informação cartográficabase, nas escalas 1/50000 e 1/100 000, pe-lo que foi utilizada informação nas escalas1/25 000 e 1/250 000, respectivamente. Assim,se a representação à escala 1/50 000 de infor-mação na escala 1/25 000 se resumiu a umaquestão de generalização, já a representação àescala 1/100 000 de informação na escala1/250 000 não é propriamente usual uma vezque o conteúdo e a precisão são inerentes auma escala 1/250 000 (série M586) do IGeoE ecomo tal tem menos objectos do que seria de es-perar (para a escala 1/100 000), e a geometriaapresenta a generalização (simplificação) cor-respondente à escala 1/250 000). No fundo tu-do se passa como se se tratasse de uma meraampliação. Porém, para além do facto de não seencontrar disponível outra informação nestaescala, a sua utilização em face dos objectivosque são essencialmente planeamento e em queo rigor exigido não é determinante, não compro-mete os objectivos do SIG e consequentementea sua utilização.

Conclusões

Em termos técnicos, a criação deste SIGimplicou o recurso a uma grande quantidade


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de testes, principalmente de simbolização, umavez que está envolvida uma grande quantidadede informação, de grande diversidade e estru-turada em várias camadas. Adicionalmente ecomo anteriormente referido, muitos aspectosnão puderam ser objecto de automatização(calibração da cor, acerto automático da di-mensão das saídas, etc), pelo que foi necessáriorecorrer a soluções menos rigorosas e expe-ditas.

Em termos de avaliação dos objectivos doprojecto e apesar das limitações inerentes a umSIG analógico, em particular o seu carácter está-tico, os resultados obtidos até ao momento sãosatisfatórios, porque permitiram suprir algumasnecessidades de informação de carácter espa-cial, e têm encorajado algumas entidades desti-natárias a demonstrar interesse no acesso àversão digital da informação utilizada, com vistaa tirar partido das potencialidades da informa-

ção digital, como sejam flexibilidade de utilização,de apresentação e simbolização dos dados, deactualização, e inclusivamente implementar SIGdigitais, cumprindo assim este projecto o objec-tivo de estimular a utilização e exploração deinformação geográfica digital nos processos deplaneamento e decisão neste área de actividade.

Agradecimentos

Os autores desejam expressar à equipa direc-tamente envolvida no projecto (IGeoE, CNIG,CNEFF e DGF) o seu reconhecimento público,pela capacidade de iniciativa, empenho e gene-rosidade demonstradas. Ao pessoal do IGeoE,em particular do Centro de Produção Carto-gráfica (CPC), pela permanente disponibilidade noapoio às inúmeras e inesperadas solicitações equestões surgidas no decorrer do projecto.


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O Instituto Geográfico do Exército(IGeoE), casa mãe da cartografia mi-litar portuguesa, assume-se no início

do século XXI como uma organização eficiente,moderna e responsável, granjeando elevadoprestígio entre os utilizadores de cartografia eo respeito das instituições congéneres, nacio-nais e estrangeiras. Como organismo militar,inserido no Comando da Logística do ExércitoPortuguês, tem cumprido a missão que lhe estáatribuída, sendo reconhecido nacional e interna-cionalmente como uma instituição de referên-cia na produção de informação geográfica e nainvestigação científica e desenvolvimento tecno-lógico. Existe também, por parte da Direcção,um claro compromisso de proteger o ambientee assegurar a todos os colaboradores as melho-res condições de trabalho, no respeito integraldas normas vigentes ao nível do Ambiente, Hi-giene, Segurança e Saúde Ocupacional.

Através de uma filosofia de espírito de missão evontade de bem servir, tem sido prática corrente,assumida por todos os colaboradores do IGeoE,adequar o saber e a tecnologia existente, comvista a conceber, desenvolver e produzir informa-ção geográfica com elevados parâmetros de

qualidade, precisãoe rigor, sem descuraros aspectos ambien-tais resultantes dasua actividade.

Tendo por base es-tes princípios, a Di-recção do Institutodecidiu, em Janeirode 1999, implemen-tar um Sistema Inte-grado de Qualidadee Ambiente, toman-do como referencialnormativo as ISO9001 e 14001, res-pectivamente.

Após a nomeaçãode um Grupo de Tra-balho, que deu pos-teriormente origemao Gabinete de Qua-

O caminho dacertificação do

Sistema de Gestãoda Qualidade

e Ambienteno IGeoE

O caminho dacertificação do

Sistema de Gestãoda Qualidade

e Ambienteno IGeoE

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> Álvaro Estrela Soares, Tenente-Coronel Art

lidade e Ambiente, iniciou-se um processo deformação dos seus elementos, ficando estesresponsáveis por elaborar e emitir a documen-tação base do sistema, constituída pelo Manual,Procedimentos e Instruções de Trabalho.

Durante um período de aproximadamenteum ano, procedeu-se à elaboração, verificaçãoe aprovação de documentos, a par de um pla-neamento de acções e de programas de gestãode qualidade e ambiente, onde constavam asmetas e objectivos aatingir, bem como adelegação de respon-sabilidades nas váriasáreas funcionais doInstituto.

Para proporcionar atodos os colaborado-res do IGeoE um me-lhor entendimento doSistema que se preten-dia implementar, foinecessário realizar al-gumas acções de sen-sibilização, para se fa-miliarizarem com osrequisitos das normase com a documenta-ção distribuída e utili-zada para esse efeito.Nesta fase de imple-mentação do Sistema,foi de extrema impor-tância a posição que aDirecção do Institutotomou em torno desteassunto, de forma aobter um maior envol-vimento e empenho da Gestão de topo e doscolaboradores em geral.

Definiu-se ao mais alto nível do Instituto,quais os objectivos que se pretendiam atingir,as referência e factores de sucesso a ter emconta e a política assumida no âmbito daqualidade e do ambiente.

Como a elaboração documental teve inícioem meados de 1999, o referencial das normasda família ISO 9000 adoptado, foi a versão NP

EN ISO 9001:1995, visto no momento ainda nãoexistir a versão 2000.

Em finais de 2000, toda a estrutura docu-mental estava aprovada, distribuída e difundida.O Sistema Integrado de Qualidade e Ambiente(SIQA) estava em implementação, fornecendo jáindícios e evidências sobre a sua adequação econformidade com as normas em referência.

Foi então necessário proceder a auditorias in-ternas, no âmbito da Qualidade e do Ambien-

te, com vista verificar eaferir e adequar o Sis-tema implementado,que numa fase inicialcarece de muitas cor-recções.Como a bolsade auditores internosera reduzida e estavaainda em formação, oIGeoE apoiou-se naexperiência dos seusconsultores externos,que nos orientavam naimplementação do Sis-tema, para coordenare superintender a rea-lização das primeirasauditorias internas.

Porém, nesta fase ini-cial do Sistema, cons-tatou-se que em algu-mas áreas funcionaisdo IGeoE, existiam di-ficuldades de imple-mentação no âmbitoda Qualidade, por fal-ta de evidências ne-cessárias ao cumpri-

mento dos requisitos da norma.Contrariamente, o Sistema de Gestão Am-

biental estava bem alicerçado e reunia todas ascondições para a sua certificação; todo o traba-lho desenvolvido em 2000, em prol da imple-mentação do Sistema de Gestão Ambiental, játinha sido formalmente reconhecido através daobtenção do “Prémio Defesa Nacional eAmbiente – 2000”, instituído pelos Ministériosda Defesa Nacional e do Ambiente.

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>> O caminho da certificação do Sistema de Gestão da Qualidade e Ambiente no Instituto Geográfico do Exército

Por razões internas derivadas dos compromis-sos assumidos, nomeadamente no âmbito doapoio cartográfico ao “Censos 2001”, o Institu-to Geográfico do Exército decidiu avançar ini-cialmente com a certificação do seu Sistema deGestão Ambiental, embora continuassem a desen-volver-se, de um modo integrado, a imple-mentação de acções da qualidade.

Em Junho de 2001 e culminando um períodode árduo trabalho, o Sistema de Gestão Ambien-tal do Instituto foi cer-tificado em conformi-dade com as normasNP EN ISO 14001,constituindo um reco-nhecimento externoda nossa actuação res-ponsável em prol deum desenvolvimentosustentável.

Seguiu-se então oprocesso de certifica-ção do Sistema deGarantia da Qualida-de, segundo o referen-cial NP EN ISO 9001:1995, com a realiza-ção de uma pré-audi-toria ao sistema.

Com a subsequenteadopção de acçõescorrectivas para o cum-primento dos requisitosda norma, e dada a ne-cessidade de obter ummaior envolvimento detodos os colaborado-res, foram nomeados elementos de todas as áreasfuncionais do IGeoE, para funcionarem comodelegados junto do Gabinete de Qualidade e Am-biente, permitindo deste modo a aplicabilidadedo Sistema e simultaneamente uma acção des-centralizada. Estes elementos tiveram uma grandeimportância ao participarem activamente nasacções de melhoria contínua de alguns processos,mais especificamente na concepção, no controloe medição de actividades directamente relaciona-das com a produção e o apoio ao cliente.

Como corolário de todo este empenho evontade, o Instituto não só renovou a sua certi-ficação ambiental, como também obteve a tãodesejada certificação em Qualidade, já emJulho de 2002, dando assim expressão aosentimento comum a todos os colaboradoresdo IGeoE, que “Hoje, como ontem, na sendado progresso” ... se irá alicerçando o futuro.

Obtidas as certificações do Sistema Integradode Qualidade e Ambiente (SIQA), qual o rumo

agora a seguir?A transição para a

nova versão da normaISO 9001:2000 impli-ca, desde já, o arran-que de uma nova eta-pa do Sistema, que sepretende rápida e efi-ciente.

A necessária adap-tação da documen-tação do SIQA bemcomo o levantamentode todos os processosdecorrentes da activi-dade do IGeoE, sãoactualmente a princi-pal preocupação doGabinete da Qualida-de e Ambiente.

Iniciou-se o proces-so de formação de al-guns dos novos qua-dros do Instituto, paraconstituir e alargar aactual bolsa de audito-res internos do IGeoE,

garantir a continuidade do Sistema e prever afutura integração de mais um Sistema de Gestãorelacionado com a Segurança, Higiene e SaúdeOcupacional.

O caminho está traçado... as certificações obti-das são apenas os primeiros passos de umajornada, que se pretende longa e duradoura, nabusca contínua pela melhoria dos nossos pro-cessos, produtos e serviços, não descurando asquestões ambientais em prol de um desenvolvi-mento sustentável.


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Boletim - Centro de Informação Geoespacial do Exército · Uma estória da Carta Militar de Portugal 1:25.000 ... pectiva da essência do conceito de topografia, a pretensão é,