ABSTRACT
The Brazilian Amazon has a deficit of 35 percent of coverage regarding topographic mapping at semi-detailed (1:100,000) scale. This paper presents an alternative to overcome this scenario using a combination of planialtimetric information from two orbital SAR (Synthetic Aperture Radar) missions. The altimetry was acquired from Shuttle Radar Topography Mission (SRTM), while the planimetry was provided from Fine Beam Dual (FBD) images of the Phased Array L-band Synthetic Aperture Radar (PALSAR) sensor. The research was carried out in the mountainous area of the Serra dos Carajás (Pará State), located on the Amazon region. The quality of the orbital topographic information was evaluated regarding precise planialtimetric measurements acquired from Global Positioning System (GPS) field campaigns. The evaluations were performed following two approaches: (1) the use of Root Mean Square Error (RMSE) and (2) tendency and precision hypothesis tests. The investigation has shown that the planialtimetric quality of the orbital products fulfilled the Brazilian Map Accuracy Standards requirements for 1:100,000 A Class map. Thus, the use of combination of information provided by PALSAR and SRTM-3 data can be considered a promising alternative for production and update of semi-detailed topographic mapping in similar environments of the Amazon region, where topographic information is lacking or presents low quality.
A Amazônia brasileira possui um déficit de 35 por cento de cobertura em relação ao mapeamento topográfico na escala de semi-detalhe (1:100.000). Este trabalho apresenta uma alternativa para superar este cenário usando a combinação de informação planialtimétrica de duas missões SAR (Radar de Abertura Sintética) orbitais. A altimetria foi adquirida da Shuttle Radar Topography Mission (SRTM), enquanto que a planimetria foi fornecida de imagens Fine Beam Dual (FBD) do sensor Phased Array L-band Synthetic Aperture Radar (PALSAR). A pesquisa foi desenvolvida na área montanhosa da Serra dos Carajás (Estado do Pará) localizada na região Amazônica. A qualidade das informações topográficas orbitais foi avaliada em relação a medidas planialtimétricas precisas adquiridas de campanhas de campo com Sistema de Posicionamento Global (GPS). As avaliações foram realizadas seguindo duas abordagens: (1) o uso de Erro Médio Quadrático (EMQ) e (2) testes de hipótese de tendência e precisão. A investigação mostrou que a qualidade planialtimétrica dos produtos orbitais atendeu aos requisitos para a Classe A (1:100.000) do Padrão de Exatidão Cartográfica brasileiro. Assim, o uso da combinação de informações fornecidas pelos dados PALSAR e SRTM-3 pode ser considerado como uma alternativa promissora para a produção e atualização de mapeamento topográfico de semi-detalhe em ambientes similares da região Amazônica, onde a informação topográfica é ausente ou apresenta baixa qualidade.
Subject(s)
Environmental Monitoring/instrumentation , Geographic Information Systems/instrumentation , Geography/instrumentation , Remote Sensing Technology/methods , Brazil , Environmental Monitoring/methods , Geography/methods , RadarABSTRACT
Brazilian Amazon is a vast territory rich in natural renewable and non-renewable resources. Due to the adverse environmental condition (rain, cloud, dense vegetation) and difficult access, topographic information is still poor, and when available needs to be up-dated or remapped. In this paper, the feasibility of using elevation generated from orbital ASTER- stereo-pairs images for topographic mapping was investigated for the mountainous relief in the Serra dos Carajás, Pará. The quality of information derived from these optical images was evaluated regarding field altimetric measurements. Precise topographic field information acquired from Global Positioning System (GPS) was used as Ground Control Points (GCPs) for the modeling of the stereoscopic Digital Elevation Models (DEMs) and as Independent Check Points (ICPs) for the calculation of elevation accuracies. The analysis was performed following two approaches: (1) the use of Root Mean Square Error (RMSE) and (2) calculations of trend analysis and accuracy. The investigation has shown that the altimetric accuracy from ASTER fulfilled the Brazilian Map Accuracy Standards elevation requirements for 1:100,000 A Class. In addition, ASTER can provide up-dated planimetric information that is also necessary for cartographic production. Thus, when the environment condition allows the acquisition of stereo-pairs, the use of ASTER can be considered an alternative for semi-detailed topographic mapping in similar environments of the Brazilian Amazon.
A Amazônia Brasileira é um rico e vasto território em recursos naturais renováveis e nãorenováveis. Devido às condições ambientais adversas (chuvas, nuvens, vegetação densa) e difícil acesso, a informação topográfica ainda é escassa, e quando disponível necessita ser atualizada ou remapeada. Neste trabalho, a viabilidade de usar elevação para mapeamento topográfico por meio de imagens estereoscópicas orbitais ASTER foi investigada para relevo montanhoso na Serra dos Carajás, Pará. A qualidade da informação produzida destas imagens ópticas foi avaliada considerando medidas altimétricas de campo. Informações topográficas precisas de campo, adquiridas a partir do Sistema de Posicionamento Global (GPS), foram usadas como Pontos de Controle no Terreno (GCPs) para a modelagem de Modelos Digitais de Elevação (DEMs) estereoscópicos e como Pontos de Verificação Independentes (ICPs), para o cálculo das precisões em elevação. As análises foram realizadas seguindo duas abordagens: (1) a utilizaçãodo Erro Médio Quadrático (RMSE) e (2) cálculo das análises de tendência e precisão. A investigação mostrou que a acurácia altimétrica do ASTER atendeu aos requisitos altimétricos para a Classe A 1:100.000 do Padrão de Exatidão Cartográfico. Além disso, dados ASTER podem fornecer informação planimétrica atualizada que também é necessária para a produção cartográfica. Assim, quando as condições ambientais permitem a obtenção de estéreopares, o uso do imageamento ASTER pode ser considerado uma alternativa valiosa para mapeamento topográfico de semi-detalhe em ambientes similares da Amazônia Brasileira.