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Tipo do documento: Dissertação
Título: MAPEAMENTO DE ÁREAS PERMEÁVEIS INTRALOTES URBANAS A PARTIR DE IMAGENS OBTIDAS POR VANTS PROCESSADAS POR GEOBIA E MINERAÇÃO DE DADOS
Título(s) alternativo(s): Mapping of permeable urban areas at parcel level using UAVs imagery processed by OBIA and data mining
Autor: PAVAN, NAYARA RAFAELA DE MENDONÇA 
Primeiro orientador: Filho, Paulo Costa de Oliveira
Resumo: A urbanização desordenada e as consequentes alterações no uso da terra vêm resultando na recorrência de eventos de inundações urbanas, demonstrando a necessidade de aperfeiçoamento nas políticas de planejamento e expansão urbana. Nesse contexto, o mapeamento do uso e ocupação da terra por meio das geotecnologias é uma importante ferramenta de suporte à tomada de decisão por parte da administração pública. Com os avanços da tecnologia a disponibilidade de imagens de alta resolução espacial se popularizou, contudo, esse aumento da resolução espacial demanda abordagem de classificação automática nas quais os pixels não sejam classificados individualmente. A classificação de imagens baseada em objeto, nesse trabalho tratada pelo termo GEOBIA (Geographic Object-Based Image Analysis), apresenta-se como uma das técnicas mais eficientes na classificação de imagens de alta resolução espacial. Porém, os custos atrelados a aquisição de licenças de softwares comerciais com essa abordagem normalmente são altos. Diante disso, a presente pesquisa teve como objetivo, avaliar a efetividade do uso de técnicas de GEOBIA e de mineração de dados desenvolvidas em software livre, aplicadas a imagens aéreas de altíssima resolução espacial obtidas com uso de VANT, como ferramenta para o mapeamento e fiscalização das taxas de permeabilidade intralotes. Para tal, foram utilizados dois ortomosaicos: um com resolução espacial de 3 cm e o outro de 6,2 cm, sendo ambas áreas de estudo localizadas na área urbana município de Irati - PR. As classificações semiautomáticas foram desenvolvidas no software de domínio público TerraView e em seu plugin GeoDMA, utilizando o segmentador MRS e mineração de dados com algoritmos de árvore de decisão. Ao avaliar os resultados obtidos considerando 11 classes de cobertura de terra predefinidas, e adotando a classificação manual por vetorização sobre tela como verdade terrestre, os Índices Kappa (0,600 e 0,584), indicaram uma classificação “Boa” em ambas áreas de estudo. Já ao agrupar algumas classes de cobertura de terra espectralmente semelhantes os Índices Kappa (0,685 e 0,685) subiram e passaram a indicando classificações “Muito Boas”. Quando analisadas as classificações de permeabilidade da terra utilizadas para determinação das taxas de permeabilidade intralote alvo desse estudo, os Índices Kappa encontrados (0,762 e 0,782) também indicaram uma classificação “Muito Boa” para ambas áreas de estudo. Além disso, ao aplicar o teste de hipóteses t-Student considerando um nível de confiança de 95%, pode-se concluir que em nenhuma das duas áreas de estudo ocorreu diferença significativa entre as taxas de permeabilidade o intralote obtidas com a classificação manual e as obtidas com base em técnicas de GEOBIA. Assim, os resultados demonstram o potencial da metodologia proposta para obtenção de dados a partir de imagens de altíssima resolução espacial obtidas com uso de VANT.
Abstract: Disordered urbanization and the resulting changes in land use have resulted in the recurrent occurrence of urban flood events, demonstrating the need for improvement in urban planning and expansion policies. In this context, the monitoring of land use and occupation through geotechnologies is an important support tool for decision making by the public administration. With the advances in technology, the availability of high spatial resolution images has become popular, however, this increase in spatial resolution requires an automatic classification approach in which pixels are not individually classified. The classification of object-based images, in this work treated by the term GEOBIA (Geographic Object-Based Image Analysis), presents itself as one of the most efficient techniques in the classification of high spatial resolution images. However, the costs associated with purchasing commercial software licenses with this approach are usually high. Therefore, this research aimed to evaluate the effectiveness of using GEOBIA and data mining techniques developed in free software applied to aerial images of very high spatial resolution UAVs imagery, as a tool for monitoring and inspecting constructed areas at parcel levels. For this purpose, two orthomosaic were used: one with a spatial resolution of 3 cm and the other of 6,2 cm, both of which are study areas located in the urban area of Irati-PR. Semiautomatic classifications were developed using the public domain software TerraView and its GeoDMA plugin, using the MRS segmenter and data mining with decision tree algorithms. When evaluating the results obtained considering 11 predefined land cover classes, and applying the manual classification by vectorization on canvas as ground truth, the Kappa values (0,600 and 0,584), indicated a “Moderate” classification in both study areas. While when grouping some classes of land cover spectral similarly, the Kappa values (0,685 and 0,685) went up and started to indicate “Substantial” classifications. When analyzing the land permeability classifications applied to determine the target parcel constructed area in this study, the Kappa values found (0,762 and 0,782) also indicated a “Substantial” classification for both study areas. In addition, when applying the t-Student hypothesis test considering a 95% confidence level, it can be concluded that in neither of the two study areas there was a significant difference between the constructed areas obtained with the manual classification and those obtained based on GEOBIA techniques. Thus, the results demonstrate the potential of the proposed methodology for obtaining data from very high spatial resolution, UAV imagery.
Palavras-chave: Árvores de Decisão
GEOBIA
Software Livre
Taxas de Permeabilidade
VANT
Decision Tree
GEOBIA
Land Use
Free Software
UAV
Área(s) do CNPq: ENGENHARIAS::ENGENHARIA SANITARIA
Idioma: por
País: Brasil
Instituição: Universidade Estadual do Centro-Oeste
Sigla da instituição: UNICENTRO
Departamento: Unicentro::Departamento de Ciências Agrárias e Ambientais
Programa: Programa de Pós-Graduação em Engenharia Sanitária e Ambiental (Mestrado / Associação Ampla com UEPG)
Citação: PAVAN, NAYARA RAFAELA DE MENDONÇA. MAPEAMENTO DE ÁREAS PERMEÁVEIS INTRALOTES URBANAS A PARTIR DE IMAGENS OBTIDAS POR VANTS PROCESSADAS POR GEOBIA E MINERAÇÃO DE DADOS. 2020. 199 f. Dissertação (Programa de Pós-Graduação em Engenharia Sanitária e Ambiental - Mestrado / Associação Ampla com UEPG) - Universidade Estadual do Centro-Oeste, Irati - PR.
Tipo de acesso: Acesso Aberto
URI: http://tede.unicentro.br:8080/jspui/handle/jspui/1540
Data de defesa: 18-Set-2020
Aparece nas coleções:Programa de Pós-Graduação em Engenharia Sanitária e Ambiental (Associação com Universidade Estadual de Ponta Grossa)

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