TESIS GEODESIA

Embed Size (px)

DESCRIPTION

IDIOMA PORTUGES

Citation preview

  • UNIVERSIDADE FEDERAL DE PERNAMBUCO

    CENTRO DE TECNOLOGIA E GEOCINCIAS

    CURSO DE GRADUAO EM ENGENHARIA CARTOGRFICA

    RENAN DOZZO FARIAS ESTUDO COMPARATIVO DE MTODOS DE POSICIONAMENTO GNSS PARA O

    MAPEAMENTO DA LINHA DE COSTA

    RECIFE, JUNHO DE 2014.

  • RENAN DOZZO FARIAS

    ESTUDO COMPARATIVO DE MTODOS DE POSICIONAMENTO GNSS PARA O

    MAPEAMENTO DA LINHA DE COSTA

    Projeto de Trabalho de Concluso

    de Curso apresentado ao curso de

    graduao em Engenharia

    Cartogrfica como parte dos

    requisitos exigidos para obteno

    do grau de Engenheiro Cartogrfo.

    Orientador:

    Prof. Dr. Rodrigo Mikosz

    Gonalves, Departamento de

    Engenharia Cartogrfica,

    Laboratrio de Cartografia

    Costeira, CTG Centro de

    Tecnologia e Geocincias, UFPE.

    UFPE

    RECIFE, PE. 2014

  • BANCA EXAMINADORA:

    Prof. Dr. Rodrigo Mikosz Gonalves (orientador)

    Departamento de Engenharia Cartogrfica, Laboratrio de Cartografia Costeira, CTG Centro

    de Tecnologia e Geocincias, UFPE

    Prof. Dr. Francisco Jaime Bezerra Mendona

    Departamento de Engenharia Cartogrfica, Laboratrio de Cartografia Costeira, CTG Centro

    de Tecnologia e Geocincias, UFPE

    Prof. Dr. Haroldo Antonio Marques

    Departamento de Engenharia Cartogrfica, CTG Centro de Tecnologia e Geocincias, UFPE

    Prof. Dr. Carlos Alberto Pessoa Mello Galdino

    Departamento de Engenharia Cartogrfica, Laboratrio de Cartografia Costeira, CTG Centro

    de Tecnologia e Geocincias, UFPE

    UFPE

    RECIFE, JUNHO DE 2014.

  • AGRADECIMENTOS

    Chegar at ao cimo da montanha e contemplar o imenso vazio do cume pode ser

    gratificante. Mas nada superior rdua caminhada desde o baixo terreno e s dificuldades

    percorridas nessa viagem, para superar os percalos da subida.

    Esta podia ser uma frase retirada de um qualquer livro ou referncia de um outro

    qualquer autor. Mas no, achei pertinente comear de forma mais literria este meu relatrio de

    graduao. Nem s de coisas concretas se escreveram os anos de estudos passados na

    Universidade Federal de Pernambuco, nem se explica o que se aprendeu com tamanha

    experincia.

    A caminhada feita neste mdio perodo foi, sem dvida, a experincia mais enriquecedora

    que alguma vez tive no mbito da formao profissional, no desprezando contudo todo o

    trabalho desenvolvido anteriormente.

    Aos que me acompanharam durante este ltimo ano agradeo o apoio e a ajuda por me

    aguentarem euforias e desagrados. Por serem portos de abrigo nas alturas em que quis desistir e

    nos momentos em que no vi mais nada a no ser o curso de Engenharia Cartogrfica. Em

    especial deixo o meu maior agradecimento aos meus pais que, foram-me instigando a lutar pelo

    sonho de sempre.

    Se no fossem essas barreiras e contrariedades, penso que no era to saborosa esta

    satisfao de chegar at aqui.

    Depois, sem querer deixar hierarquias definidas, agradeo em geral aos meus colegas de

    curso os bons momentos passados, as partilhas feitas nas aulas e fora delas.

    Muito Obrigado,

    Renan Dozzo.

  • RESUMO

    Os mtodos de levantamento de dados em campo se desenvolveram nos mbitos da

    praticidade, agilidade e preciso, principalmente com o surgimento do GNSS (Global Navigation

    Satellite System), que tem como seus componentes o GPS (Global Positioning System) e o

    GLONASS (Global Navigation Satellite System). Um dos usos prticos do GNSS o

    levantamento costeiro da feio chamada de linha de costa, sendo ela uma das feies

    cartogrficas mais dinmicas em um ambiente costeiro. O objetivo deste trabalho foi utilizar o

    levantamento geodsico GNSS para determinar as coordenadas (trajetria) da posio espacial

    da linha de costa em um determinado instante de tempo aplicado ao estudo de caso na praia de

    Boa Viagem em Recife-PE. Para isto existem alguns mtodos de posicionamento, por exemplo, o

    posicionamento por ponto preciso (PPP) e o posicionamento relativo. Neste estudo, utilizaram-se

    o PPP, o levantamento cinemtico relativo e o levantamento diferencial RTK (Real Time

    Kinematic). A partir dos sinais enviados dos satlites para os receptores geodsicos, foram

    aplicados ajustamentos e mtodos para determinar as coordenadas geodsicas (latitude e

    longitude), em seguida foram delimitadas as posies das linhas de costa, e por fim foram

    processados e comparados estatisticamente a trajetria gerada pelos trs mtodos de

    levantamento geodsico. Os resultados mais satisfatrios foram oriundos da soluo RTK,

    apresentando a preciso mdia aproximadamente igual a 11 mm, por sua vez, o mtodo

    cinemtico conseguiu atingir uma preciso de 11 cm e o que obteve a pior preciso foi pelo

    mtodo do PPP que conseguiu atingir 15 cm. Outro fator estatstico importante que se analisou

    foi o desvio padro das precises horizontais onde foi obtido 6 mm para o RTK, 19 cm para o

    cinemtico e 2,4 cm para o PPP. Posteriormente, verificou-se a aplicabilidade dos mtodos

    voltados para o levantamento geodsico da linha de costa.

    Palavras chaves: linha de costa, GNSS, posicionamento geodsico, monitoramento costeiro.

  • SUMRIO

    1. INTRODUO .......................................................................................................................... 7

    1.1. OBJETIVOS ....................................................................................................................... 10

    1.2. JUSTIFICATIVA ............................................................................................................... 10

    2. REA DE ESTUDO ................................................................................................................. 11

    3. EMBASAMENTO TERICO .................................................................................................. 13

    3.1. LINHA DE COSTA .......................................................................................................... 13

    3.2. GNSS .................................................................................................................................. 14

    3.3. GPS ..................................................................................................................................... 15

    3.3.1. SEGMENTO ESPACIAL ........................................................................................... 16

    3.3.2. SEGMENTO DE CONTROLE ................................................................................... 18

    3.3.3. SEGMENTO DE USURIOS ................................................................................... 19

    3.4. GLONASS ......................................................................................................................... 20

    3.5. MTODOS DE POSICIONAMENTO POR GNSS ......................................................... 21

    3.5.1. MTODO DIFERENCIAL RTK ............................................................................... 22

    3.5.2. MTODO CINEMTICO RELATIVO .................................................................... 23

    3.5.3. MTODO PELO POSICIONAMENTO POR PONTO PRECISO ........................... 24

    4. MATERIAIS E MTODOS ..................................................................................................... 25

    4.1. MATERIAIS ..................................................................................................................... 25

    4.2. MTODOS ........................................................................................................................ 26

    5. RESULTADOS OBTIDOS....................................................................................................... 32

    6. ANLISE DOS RESULTADOS .............................................................................................. 37

    7. CONCLUSES ......................................................................................................................... 39

    8. DIFICULDADES ENCONTRADAS ....................................................................................... 40

    9. RECOMENDAES ............................................................................................................... 40

    REFERNCIAS BIBLIOGRFICAS .......................................................................................... 41

  • 7

    1. INTRODUO

    O conhecimento das alteraes da posio da linha de costa, dos avanos e recuos do

    oceano, torna-se mais de que um tpico de curiosidade cientfica. A regio metropolitana de

    Recife tem vrias ocorrncias de eroso costeira. Em meados da dcada de 1990, ocorreram

    diversos fenmenos naturais ocasionando uma destruio na parte do calado da praia de Boa

    Viagem. A rea afetada estendeu-se por mais de dois quilmetros, sendo que atualmente, essa

    regio encontra-se protegida por um enrocamento de pedras, onde se percebe o desaparecimento

    de areias nesse trecho da praia, descrito em MENDONA (2005).

    Existem vrias definies para linha de costa, entre tais, pode-se dizer que ela o

    referencial entre as guas e as reas secas, quando recua causa a conhecida eroso costeira e

    quando avana aumenta a rea da praia, visto em MENDONA (2005). Em outras palavras, a

    linha de costa o limite gua-terra que varia segundo uma faixa mais ou menos estreita

    determinada pelas baixas e altas mars que a ocorrem e pelo relevo da costa. Ela uma das

    feies cartogrficas mais dinmicas em um ambiente costeiro. Existem alguns indicadores de

    como efetuar seu mapeamento, principalmente relacionado com o instante da preamar. Detalhes

    descrevendo a importncia do monitoramento e tcnicas de extrao da linha de costa podem ser

    encontrados em BOAK e TURNER (2005).

    Segundo GONALVES (2010), o monitoramento de linha de costa se beneficia do

    estado da arte do posicionamento global GNSS (Global Navigation Satellite Systems) atravs de

    levantamentos geodsicos usando o sistema americano GPS (Global Positioning Systems); o

    sistema russo GLONASS (GLObal NAvigation Satellite System); e em breve o sistema europeu

    Galileo e o sistema chins Beidou (Compass) entre outros.

    Um dos usos prticos do GNSS o levantamento costeiro da feio explicitada

    anteriormente, a linha de costa. Este levantamento geodsico tem como objetivo determinar a

    trajetria, a partir das coordenadas, da posio espacial da linha de costa em um determinado

    instante de tempo. Para isto existem alguns mtodos de posicionamento, por exemplo, o

    posicionamento por ponto preciso (PPP) e o posicionamento relativo. Neste estudo, utilizaram-se

    o PPP, o levantamento cinemtico relativo e o levantamento diferencial RTK (Real Time

    Kinematic).

    O mtodo de Posicionamento Relativo tem sido o principal mtodo de posicionamento

    com GNSS, quando se deseja obter resultados com razovel qualidade e acurcia posicional. Nos

    ltimos anos, no entanto, o mtodo de Posicionamento por Ponto Preciso tem alcanado maior

  • 8

    popularidade entre os usurios, pois necessita apenas de um receptor geodsico e este pode ser

    processado por vrios servios gratuitos disponibilizados pelo mundo. No caso do Brasil, de

    forma gratuita atravs do site do IBGE (Instituto Brasileiro de Geografia e Estatstica). O servio

    do IBGE-PPP realizado de forma online fazendo o uso do programa CSRS-PPP (GPS Precise

    Point Positioning) desenvolvido pelo Geodetic Survey Division of Natural Resources of Canada

    (NRCan). Os dados GPS que so aceitos pelo servio so os que foram rastreados a partir do dia

    25 de fevereiro de 2005, pois foi quando o sistema de referncia SIRGAS2000 foi adotado

    oficialmente no Brasil. Esse servio utiliza-se de vrios modelos para o processamento das

    observaes GNSS, so eles: o modelo de carga ocenica FES2004, que esto relacionados com

    as correes das cargas ocenicas; o modelo de velocidades VEMOS2009, que utilizado para

    transportar ou reduzir as coordenadas planimtricas (latitude e longitude) calculadas na data em

    que os dados foram coletados para poca 2000,4, ou seja, poca do SIRGAS2000; e o modelo de

    ondulao geoidal MAPGEO2010, que utilizado para a transformao das altitudes

    geomtricas em altitudes ortomtricas atualmente o servio tambm passou a processar dados

    GLONASS.

    Embora empregado com sucesso desde a dcada passada (ZUMBERGE et al., 1997), o

    uso do PPP se limitava aos usurios cujos aplicativos computacionais eram de cunho mais

    cientfico. Contudo, nos ltimos anos, inclusive no Brasil, o mtodo PPP passou a ser empregado

    de modo mais amplo conforme a afirmao de vrios autores (MONICO, 2000; PEREZ et al.,

    2003; ABREU e FONSECA JUNIOR, 2005).

    O mtodo do posicionamento por ponto o mais simples que se pode aplicar, e

    determinado por alguns autores de posicionamento absoluto. Ele pode ser utilizado com as

    tcnicas estticas (antena GNSS esttica) ou cinemticas (antena GNSS em movimento), e o

    resultado uma navegao, independentemente de haver ou no movimento, descrito por

    MONICO (2008).

    O PPP tem como o seu ponto central a utilizao das efemrides e correes dos relgios

    dos satlites contidos na mensagem de navegao e caracteriza-se por ser um posicionamento

    por ponto com dados ps-processados, mais informaes em MONICO (2008).

    Um posicionamento relativo caracteriza-se pela observao simultnea dos satlites em

    no mnimo dois receptores. Um receptor deve ser instalado em uma estao de coordenadas

    conhecidas, denominada de base e o outro aparelho instalado no local onde se deseja obter as

    coordenadas geodsicas, denominado de estao mvel ou itinerante (SEEBER, 2003; MONICO

    2008).

    O posicionamento relativo cinemtico ps-processado baseado em um receptor

  • 9

    ocupando uma estao de coordenadas conhecidas enquanto o outro se desloca sobre as feies

    de interesse, sendo necessrio um processamento por meio de softwares especializados para

    fazer os ajustamentos e realizaes de outros mtodos para gerar o produto final, as coordenadas

    dos pontos em estudo.

    O princpio do mtodo diferencial consiste no posicionamento de uma estao mvel

    atravs das correes diferenciais geradas na estao de referncia. Essas correes so enviadas

    em tempo real por meio de um sistema de comunicao (rdio de transmisso, linha telefnica ou

    satlites de comunicao) e dentro de um formato apropriado (SEEBER, 2003; MONICO 2008).

    Conforme RAMOS (2007), para que a ambiguidade tenha uma boa soluo se faz

    necessrio que pelo menos cinco satlites sejam rastreados pelas estaes. Vale salientar que

    para bases curtas, com at aproximadamente 10 km, a estao de referncia e o receptor mvel

    podem rastrear simultaneamente a mesma constelao de satlites, formando certa correlao

    entre os erros em ambas as estaes, pois alm da eliminao dos erros dos relgios, so

    considerados semelhantes nas estaes os efeitos atmosfricos e os erros nas rbitas, tornando

    efetivas, no receptor mvel, as correes geradas da estao de referncia. Nesse estudo, o

    levantamento foi realizado a partir da tecnologia do GNSS (GLONASS e GPS), sendo usados

    em mdia oito satlites GPS e sete satlites GLONASS, informaes obtidas a partir do relatrio

    do levantamento.

    No que se refere aos levantamentos geodsicos com o uso de receptores GNSS,

    KRUEGER et al., (2009) descrevem que esta forma de levantamento tem sido eficaz e acurada

    para pequenas reas de estudo como no caso do balnerio de Matinhos e Ilha do Mel que tem

    sido objeto de monitoramento no estado do Paran.

    As questes referentes ao posicionamento geodsico e avaliaes de diferentes mtodos

    de processamento de dados GPS utilizando diferentes estaes bases e tcnicas com aplicaes

    em reas costeiras podem ser encontradas em TANAJURA (2008).

    Em ZEFERINO (2007) faz-se uma comparao utilizando diferentes receptores GPS

    demonstrando suas limitaes e precises encontradas em um experimento prtico para o

    mapeamento da linha de costa.

    SOUZA (2002) avalia variaes volumtricas temporais utilizando levantamentos GPS

    para uma determinada rea costeira localizada no istmo da Ilha do Mel no Paran.

    Diversas pesquisas cientficas vm sendo realizadas na rea costeira do litoral de

    Pernambuco entre elas encontram-se: MENDONA (2005) utilizando a tecnologia GNSS para

    medir a linha de costa; MALLMANN (2008) pesquisando a vulnerabilidade nas praias do litoral

    Sul de Pernambuco; ROLLNIC (2008) analisando a dinmica das ondas e da circulao e

  • 10

    transporte na zona costeira das praias da regio metropolitana de Recife, em GREGRIO (2009)

    foi analisado a evoluo da linha de costa da cidade do Recife e na dissertao de SILVA (2013)

    foi feito uma modelagem fuzzy como subsdios para a espacializao da vulnerabilidade costeira

    eroso.

    Neste contexto, o presente projeto de TCC visa analisar a aplicabilidade dos levantamentos

    geodsicos cinemticos da posio da linha de costa utilizando diferentes mtodos de

    posicionamento geodsicos por GNSS e processamentos de dados tendo como rea de estudo o

    ambiente costeiro compreendendo a praia de Boa Viagem.

    1.1. OBJETIVOS

    Determinar a trajetria da linha de costa na rea de estudo pelo mtodo de levantamento

    cinemtico relativo.

    Determinar a trajetria da linha de costa na rea de estudo utilizando o levantamento

    diferencial RTK (Real Time Kinematic).

    Determinar a trajetria da linha de costa na rea de estudo utilizando o posicionamento

    por ponto preciso.

    Processar e comparar estatisticamente a trajetria gerada pelos trs mtodos de

    levantamento geodsico.

    Verificar a aplicabilidade dos mtodos voltados para o levantamento geodsico da linha

    de costa.

    1.2. JUSTIFICATIVA

    Prevendo a preservao e valorizao do ambiente costeiro, o governo do estado de

    Pernambuco publicou em 23 de dezembro de 2010 a nova Lei de Gerenciamento Costeiro sob

    n14.258, visando promover e apoiar a conservao, recuperao e o controle de reas que sejam

    representativas dos ecossistemas da zona costeira. Como tambm incentivar o desenvolvimento

    de atividades que respeitem as limitaes e as potencialidades dos recursos ambientais e

    promover um constante controle da posio da linha de costa.

    A zona costeira concentra grande potencial econmico e turstico, por sua importncia a

  • 11

    Lei de Gerenciamento Costeiro do Estado de Pernambuco (2010) que trata dos instrumentos e

    ocupao da zona costeira em seu captulo V, artigo 10 inciso 2, prope que para as reas

    urbanizadas no ser permitido qualquer tipo de instalaes de novas construes, urbanizao

    ou outra forma de utilizao do solo na zona costeira, na faixa de 33 m (trinta e trs metros),

    considerada como non aedificandi, ou valor superior a este quando comprovado em estudo

    tcnico, medidos perpendicularmente em direo ao continente, a partir da linha de preamar

    mxima da sizgia atual.

    Desta forma, estudar as tcnicas de mapeamento costeiro e sua respectiva acurcia torna-

    se fundamental para dar suporte ao mapeamento de linha de costa como o caso deste estudo.

    2. REA DE ESTUDO

    A Zona Costeira do Estado de Pernambuco possui 187 km de extenso e abrange 21

    municpios (Macrodiagnstico da Zona Costeira do Brasil na Escala da Unio, 1996) e, o mais

    importante aglomerado populacional do Estado, concentrando 44% de sua populao. Ela

    apresenta baixa altitude, chegando a atingir, em vrios pontos, cotas inferiores ao nvel mdio do

    mar. Sendo o litoral do Recife, localizado na costa do Nordeste Brasileiro, uma regio que se

    encontra atualmente bastante urbanizada, onde se pode observar com frequncia a ocupao da

    ps-praia e da praia (estirncio), relatado em MENDONA (2010). A Figura 1 apresenta um

    mapa de localizao da cidade do Recife no Estado de Pernambuco.

    Figura 1: Mapa de localizao da rea de estudo.

  • 12

    O litoral recifense nas ltimas dcadas vem sofrendo um grande processo de eroso

    costeira, que por sua vez tem merecido ateno de alguns setores do poder pblico e a populao

    atingida, que tem adotado medidas emergenciais e descontnuas, na maioria das vezes pouco

    eficazes (LIRA, 1997). Em alguns trechos houve forte interveno pblica para controle da

    eroso costeira.

    Segundo os dados do censo de 2010, Recife possui uma populao de 1.537.704

    habitantes e apresenta uma superfcie territorial de 218.498 km2. As praias que formam a faixa

    litornea do Recife so as do Pina (tem uma faixa litornea de 6,16 km e uma populao

    residente de 27.422 habitantes em todo bairro) e a de Boa Viagem (tem uma faixa litornea de

    7,3 km e uma populao residente de 100.388 habitantes em todo bairro).

    A rea de estudo foi selecionada por ser uma das reas de maior aglomerao

    populacional do municpio, alm de outras particularidades uma rea costeira residencial e

    comercial. Ela se estende pela praia de Boa Viagem (Recife), onde se desenvolve trabalhos de

    monitoramento e pesquisa pelo Laboratrio de Cartografia Costeira (LACCOST) da UFPE. A

    figura 2 mostra uma vista area do bairro de Boa Viagem.

    Figura 2: Vista area de parte do bairro de Boa Viagem.

    Foto: Eduardo Ferreira.

    A praia de Boa Viagem se situa na zona sul da cidade do Recife e limitada pela praia do

    Pina e pela praia de Piedade (tem uma faixa litornea de 4,5 km), sendo banhada pelo Oceano

    Atlntico. Ela uma das praias mais famosas da cidade, cujo nome deriva da igreja de Nossa

    Senhora da Boa Viagem, sendo sua maior parte protegida por cordes de arenito (beachrocks)

    paralelos a costa. Na mar baixa, formam-se vrias piscinas naturais ao longo da praia, sendo

    possvel andar sobre os recifes, que so relativamente planos, largos e escorregadios. Quando a

  • 13

    mar sobe, os recifes ficam completamente cobertos pela gua, observados em MENDONA

    (2010).

    COSTA, et. al.(2008), relatam que a praia de Boa Viagem e seu segmento mais ao norte,

    a praia do Pina, chegaram a ser consideradas Unidades de Conservao (58ha) pela Prefeitura da

    Cidade do Recife em 2000 e que a construo de uma avenida beira-mar (pistas de rolamento,

    calada, mureta, quiosques, banheiros e infraestrutura de lazer) teve forte influncia na

    impermeabilizao do terreno e imobilizao das dunas, podendo ter levado a um srio

    deslocamento do frgil balano sedimentar para o lado da eroso da praia.

    O deslocamento do balano sedimentar tambm pode ter levado a um aumento da

    vulnerabilidade da praia a tempestades e ressacas. Como consequncias, um enrocamento

    aderente foi instalado emergencialmente em cerca de 2 km da praia em 1996. Os fenmenos

    como ressacas e tempestades apresentam uma tendncia recente de aumento de sua frequncia e

    intensidade. Sendo assim a praia poder estar mais vulnervel a eroso do que a uma mudana

    (elevao) do nvel do mar propriamente dita, (COSTA, et. al, 2008).

    A figura 3 apresenta a proteo costeira em Boa viagem, percebe-se a proteo feita pelos

    cordes de arenito (beachrocks) e pelo enrocamento.

    Figura 3: Maio de 2014 s 14h.

    Foto: O orientador.

    3. EMBASAMENTO TERICO

    3.1. LINHA DE COSTA

    de fundamental relevncia para um adequado gerenciamento dos espaos costeiros ter o

    conhecimento da posio geogrfica da linha de costa. A linha de costa uma das feies

    geomorfolgicas mais dinmicas do nosso planeta. Sua determinao e monitoramento so

  • 14

    indispensveis para a conservao do ambiente costeiro, nos quais as eroses, usualmente,

    resultam da combinao de fatores naturais, tais como as tempestades, as correntes marinhas e a

    geomorfologia da praia e de fatores induzidos pelo homem, como as exploraes costeiras e as

    atividades de engenharia (ESTEVES et al., 2003).

    Em DOLAN et al. (1978) explicitado uma simples definio para a linha de costa,

    sendo ela a linha que representa as bordas de um corpo dgua. No entanto, as variaes que

    esto sujeitas esses ambientes aquticos e suas interfaces fazem com que essa linha seja

    extremamente dinmica, apresentando mudanas de posicionamento dirias, sazonais e de longo

    perodo, sendo a definio de sua localizao um pouco mais complexa.

    O LACCOST (Laboratrio de Cartografia Costeira) da UFPE (Universidade Federal de

    Pernambuco) vem empregando a seguinte definio para linha de costa: o limite entre o

    continente e a poro adjacente ao mar onde no h efetiva ao marinha no alcance mximo das

    ondas, concretizando-se pela presena de falsias, no limite entre a vegetao e a praia, ou nos

    costes rochosos, ou por qualquer outra feio que marque o incio da rea continental

    (SUGUIO, 1992).

    MENDONA (2005) exprime de forma sucinta que a posio da linha de costa

    resultado de interaes morfodinmicas, controlada basicamente pelas caractersticas das

    ondulaes geradas pelos sistemas meteorolgicos e pelo balano hdrico e sedimentar resultante

    entre o aporte continental e marinho, sabendo-se que quando a mesma recua causa a conhecida

    eroso costeira e quando avana aumenta a rea da praia. A eroso costeira um processo

    natural e torna-se um problema quando o seu recuo atinge referenciais fixos construdos, do tipo:

    calades, prdios, residncias e outras intervenes antrpicas. A eroso s acaba com praia

    arenosa quando encontra um obstculo, em locais sem construes a praia arenosa, somente

    recua e a sua capacidade recreativa permanece. Somam-se isso, as variaes do nvel do mar

    (VILLWOCK & TOMAZELLI, 1995), a influncia da morfologia da antepraia nas ondulaes,

    tectonismo, transporte sedimentar costeiro, dinmica da zona de arrebentao, entre outros.

    3.2. GNSS

    Um Sistema Global de Navegao por Satlites formado por uma constelao de

    satlites com cobertura global que envia sinais de posicionamento e tempo real para usurios

    localizados em solo, aeronaves, ou transporte martimo. O GNSS composto pelo GPS (sistema

    Norte-americano), GLONASS (sistema Russo), e tambm outros sistemas que esto em estado

  • 15

    de implantao e prximo de se tornar disponvel como o Galileo (sistema Europeu) e o

    Beidou/Compass (sistema Chins).

    Em MAIA e MAZUR (2008), percebe-se a importncia da utilizao do GNSS para

    trabalhos costeiros, atravs da organizao de dados temporais obtidos por GPS de campanhas e

    projetos de pesquisa anteriores em uma determinada rea de estudo no litoral paranaense que

    vem sofrendo problemas erosivos e com o monitoramento contnuo da rea foi possvel, por

    meio de levantamentos geodsicos com GPS, analisar as variaes na posio da linha de costa e

    delimitar locais de risco assim como estimar velocidades a curto prazo de variaes da linha de

    costa.

    3.3. GPS

    O sistema GPS, designao extrada da simplificao de NAVigation System with Time

    and Ranging Global Positioning System (NAVSTAR GPS), um sistema de rdio navegao

    desenvolvido pelo Departamento de Defesa dos Estados Unidos DoD (Departamente of

    Defense), uma constelao de satlites baseados em rdio navegao (SEEBER, 2003), que foi

    desenvolvida em principio para atividades militares, e atualmente vm sendo de grande

    importncia para as atividades civis, entre elas pode-se destacar seu valor aos estudos

    relacionados hidrografia e ao meio ambiente.

    O sistema foi criado em 1973 para suprir as limitaes dos sistemas anteriores de

    navegao. A constelao de satlites GPS iniciou sua operao em Dezembro de 1993. Consiste

    de 24 satlites organizados em 6 planos orbitais (4 satlites por plano que fornecem servios em

    todo o mundo) com uma inclinao de 55 graus e uma altitude de 22.200 Km. Os satlites GPS

    transmitem informaes em duas frequncias denominadas L1, a 1.575,42 MHz, e L2, a 1.227,6

    MHz, usando o protocolo de comunicao Code Division Multiple Access (CDMA). Atualmente,

    j se transmite a nova portadora, designada L5, com frequncia igual a 1.176,45 MHz. A

    informao transmitida pelos satlites usada para calcular a posio de receptores no momento

    da transmisso do sinal, abordado em MONICO (2008).

    Vale ressaltar que o fundamento bsico de navegao pelo GPS consiste na medida de

    distncias entre o usurio e, no mnimo, quatro satlites, ver Figura 4. MONICO (2008)

    descreveu que ao conhecer as coordenadas dos satlites em um sistema de referncia apropriado,

    possvel calcular as coordenadas da antena do usurio no mesmo sistema de referncia dos

    satlites. A existncia de um quarto satlite torna-se vital no clculo de posicionamento, pois eles

    permitem a determinao da posio (x,y,z) e do tempo (dtr).

  • 16

    Para limitar a preciso do sistema GPS foram impostos dois mecanismos: o Selective

    Availability (SA) que consiste em deturpar as informaes relativas a rbita e ao estado do

    relgio dos satlites, e o Anti-Spoofing (AS) que consiste em substituir o cdigo P, mais preciso

    que o CA (Coarse Acquisition) e reconhecido pela maioria dos receptores, por um cdigo

    apenas reconhecido por receptores militares. Segundo PRATES (2004), O Selective Availability,

    que provoca uma incerteza padro nas distncias prxima dos trinta metros, encontra-se

    atualmente desativado.

    Figura 4: Nmero de satlite disponvel 24 horas por dia.

    Fonte: http://www.allgps.com

    Nas atividades costeiras, o GPS vem sendo utilizado com sucesso para a definio de

    linhas de costa e em seu monitoramento, os quais so consequncia do aumento da ocupao da

    zona costeira e de sua variao natural, como pode ser verificado em RIBEIRO (2005),

    BAPTISTA et al. (2008), LEATHERMAN (2003) entre outros autores.

    O GPS divido em trs segmentos: o segmento espacial (satlites GPS), o segmento de

    controle (estaes de terreno localizado em torno da Terra) e o segmento de usurio (receptores e

    seus usurios).

    3.3.1. SEGMENTO ESPACIAL

    O segmento espacial contempla de no mnimo 24 satlites MEO (Medium Earth Orbits

    Satlites em rbitas mdias) distribudos em 6 planos orbitais igualmente espaados, com 4

    satlites em cada plano em uma altitude de 20200 km aproximadamente (Figura 5). Esses planos

    orbitais esto inclinados a 55o em relao ao Equador e o perodo orbital de aproximadamente 12

    horas siderais. Com esta configurao, torna-se garantido a visibilidade de no mnimo 4 satlites

    na superfcie da Terra e qualquer horrio do dia.

  • 17

    Figura 5: Constelaes de satlites GPS.

    Fonte: http://www.coloardo.edu/geography/gcraft/notes/gps/gps_f.html

    Esse segmento constitudo pelos satlites, possuindo vrias funcionalidades como

    manter uma escala de tempo bastante precisa, para isso os satlites podem possuir: dois relgios

    de csio e de rubdio, somente relgios de rubdio ou somente relgios de csio. Emite dois

    sinais ultra-sensveis em frequncia, modulados em fase atravs dos cdigos denominados

    pseudo-aleatrios. Como tambm, recebe e armazena as informaes oriundas do segmento de

    controle, e efetua manobras orbitais para guardar a sua posio definida na constelao ou para

    substituir um outro satlite defeituoso, e por fim, retransmitir informaes (mensagens de

    navegao) ao solo. Vale complementar que os satlites GPS utilizados para comunicaes no

    so geoestacionrios, isto , no permanecem numa posio fixa em relao Terra,

    acompanham-se a sua rotao, visto em (SEEBER, 2003).

    Atualmente o sistema dispe de uma constelao de 32 satlites, com 31 em operao,

    essas informaes foram publicadas no site do governo norte-americano para educar o pblico

    sobre o GPS. Mais contedo sobre esse tema pode ser observado no site www.gps.gov (Official

    U.S. Government information about the Global Positioning System (GPS) and related topics).

    O programa de modernizao do sinal de GPS oferece um conjunto de sinais para

    usurios civis e militares para garantir medidas com maior exatido e confiabilidade. Quatro

    sinais foram inseridos: dois sinais para usurios civis nas frequncias L2 e L5 e dois sinais

    militares cdigo M nas portadoras L1 e L2. Este novo sinal L5, semelhana do L1, protegido

    mundialmente para uso em radionavegao aeronutica e d suporte em aplicaes na aviao,

    assim como a usurios terrestres (agricultura, recreao, rodovias e martima), essas informaes

    foram obtidas a partir de MONICO (2008) e complementadas pelo site norte-americano

  • 18

    (www.gps.gov). A Figura 6 mostra, de forma simplificada, a estrutura bsica dos sinais GPS

    emitidos atualmente e tambm o modernizado L5.

    Figura 6: Estrutura bsica do sinal GPS modernizado.

    Fonte: Modificado de Monico (2000, p.273).

    3.3.2. SEGMENTO DE CONTROLE

    Segundo SEEBER (2003), o segmento de controle distribudo em torno da Terra,

    prximas do Equador, tem como finalidade o monitoramento e controle contnuo dos satlites, a

    determinao do tempo GPS, calcular suas posies, transmitir os dados e executar a superviso

    necessria para o controle de todos os satlites do sistema, prever as efemrides dos satlites

    calculando as correes dos respectivos relgios e atualizar sistematicamente as mensagens de

    navegao de cada satlite. Os componentes desse segmento do sistema GPS so: estao de

    controle central, estaes de monitoramento e controle de antenas terrestres, pode ser visualizado

    na figura 7.

    Com relao ao monitoramento do sistema de controle, pode-se dizer que ele

    constitudo por uma estao de controle central (MCS - Master Control Station), localizada em

    Colorado Springs, Colorado; cinco estaes monitoras (Hawaii, Colorado Springs, Ascension

    Island, Diego Garcia e Kwajalein), sendo que as 3 ltimas possuem antenas para transmisso de

    dados para os satlites. As cinco estaes de monitoramento pertencem AAF (American Air

    Force), explicitado no site norte-americano (www.gps.gov).

  • 19

    Figura 7: Localizao das Estaes de Controle no mundo.

    Fonte: http://www.gps.gov/

    3.3.3. SEGMENTO DE USURIOS

    O segmento dos usurios est completamente relacionado s aplicaes do sistema.

    Refere-se a tudo que se associa com a comunidade usuria, os inmeros tipos de receptores e os

    mtodos de posicionamento por eles utilizados. Em outras palavras, esse segmento est

    diretamente associado aos receptores GPS, os quais devem ser apropriados para os propsitos a

    que se destinam, como navegao, geodsia, agricultura ou outra atividade, citado em SEEBER

    (2003).

    Em MONICO (2008), relata-se que a categoria de usurios pode ser dividida em civil e

    militar. A categoria civil constitui o segmento mais abrangente e que continua a aumentar. Hoje

    em dia, torna-se comum encontrar receptores mveis GPS, sendo possvel observ-los em

    smartphones e carros. Vale enfatizar que a preciso dos dados depende do tipo de equipamento

    utilizado, variando desde milmetros at metros.

    Figura 8: Alguns modelos de receptores da Trimble.

    Fonte: http://www.trimble.com

  • 20

    3.4. GLONASS

    Diferentemente do GPS o GLONASS foi desenvolvido pela antiga Unio Sovitica, na

    dcada de 70. Com um sistema bastante similar ao GPS, o GLONASS, a respeito do PRN

    (pseudo range noise), possui dois: os cdigos CA e o P (Precise or Protect Preciso ou

    Protegido). Sendo assim temos o cdigo CA disponvel para a usurios civis, modulados na

    portadora L1 e o cdigo P restrito aos usurios autorizados, modulados pela portadora L2. Para

    que seja possvel essa diferenciao os cdigos possuem frequncias distintas, sendo o CA de

    frequncia 0,511 MHz e o P de 5,11 MHz (quase a metade do GPS), ou seja, desse modo temos

    que, teoricamente, a acurcia das pseudo-distncias GLONASS inferior quando comparada

    com a do GPS, mas diferentemente do GPS, os sinais GLONASS nunca foram degradados de

    modo intencional. Os cdigos PRN so os mesmos para todos os satlites, com isso a

    identificao dos satlites se d pela frequncia do sinal, tcnica essa denominada de FDMA

    (Frequency Division Multiple Access Mltiplo Acesso pela Diviso da Frequncia) (MONICO,

    2008). Da mesma maneira que o GPS, o GLONASS tambm composto por trs segmentos,

    com o ressalvo de que o segmento de usurios bem menor que o do GPS. Informaes

    adicionais sobre o GLONASS podem ser obtidas em http://www.GLONASS-ianc.rsa.ru.

    Atualmente, o sistema GLONASS possui uma constelao de 30 satlites, sendo 24

    satlites utilizados para tais fins, 1 na fase de comissionamento, 2 esto sobre investigao do

    Designer chefe, 2 esto em peas e 1 em fase de teste de voo. O ltimo satlite colocado em

    rbita foi em abril de 2014 e o ltimo lanado foi em junho de 2014, este est na fase de

    comissionamento. O usurio hoje dispe de 62 satlites somando os dois sistemas de

    posicionamento (GPS e GLONASS), mas so 55 satlites que esto sendo utilizados em rbita,

    sendo 24 do sistema GLONASS e 31 do sistema GPS. Todas essas informaes foram extradas

    no site (www.glonass-iac.ru) do Centro de Informao Analtica (IAC), que foi fundado em

    1995, sob as ordens do Diretor-Geral da Agncia Espacial Russa. A Tabela 1 mostra as

    principais caractersticas do GPS e GLONASS.

  • 21

    GLONASS GPS

    Nmero de satlites em constelao 30 32

    Nmeros de satlites usados 24 31

    Nmero de planos orbitais 3 6

    Inclinao dos planos orbitais 64,8 55

    Semi-eixo maior da rbita 25510 km 26560 km

    Frequncia Fundamental 5,11 MHz 10,23 MHz

    Tcnica de separao de sinal FDMA CDMA

    Efemrides transmitidas pelos satlites Coordenadas Cartesianas e

    suas derivadas

    Elementos orbitais

    keplerianos e seus fatores de

    pertubao

    Tempo de referncia UTC (SU) UTC (USNO)

    Sistema de referncia PZ-90 WGS-84

    Tabela 1: Principais caractersticas do GLONASS e GPS.

    Fonte: Monico, 2008 adaptado pelo site http://glonass-iac.ru/.

    3.5. MTODOS DE POSICIONAMENTO POR GNSS

    O GNSS tem sido cada vez mais utilizado para realizar posicionamento. Empregando

    essa tecnologia pode-se realizar o PP (posicionamento por ponto), PPP (posicionamento por

    ponto preciso), DGPS (GPS diferencial), relativo ou posicionamento baseado em redes. Mtodos

    que possuem caractersticas distintas (SEEBER, 2003) com suas respectivas vantagens e

    desvantagens. Por sua vez, MONICO (2007) exprimiu que o mtodo de posicionamento pode ser

    classificado como absoluto (tambm conhecido como posicionamento por ponto), quando as

    coordenadas de um objeto esto associadas diretamente ao geocentro, e relativo, quando as

    coordenadas so determinadas em relao a um referencial materializado por um ou mais

    vrtices com coordenadas conhecidas.

    No PP ou PPP o conceito bsico a utilizao de apenas um receptor para realizar o

    posicionamento. Esses mtodos se diferenciam pelas observveis empregadas e a acurcia

    alcanada. Enquanto no PP a acurcia gira em torno de metros, o PPP pode alcanar acurcia

    centimtrica. Hoje, o PPP em tempo real representa o estado da arte no posicionamento por

    ponto. Para mais detalhes consulte, por exemplo, ZHANG et al. (2011) e MARQUES (2012).

    Um mtodo bastante empregado o DGPS, que pode proporcionar acurcia mtrica

    (SEEBER, 2003), ou at mesmo submtrica. Mas, devido decorrelao espacial dos erros, a

  • 22

    distncia entre a base e o usurio limitada. Para sanar essa limitao, outra possibilidade o

    DGPS em rede (ALVES et al., 2011).

    Tem outra maneira que se pode dividir os mtodos de posicionamento, quando se refere

    ao estado do objeto: se o objeto a ser posicionado encontra-se em repouso, diz-se que o mtodo

    esttico, caso contrrio, o objeto estar em movimento e o mtodo cinemtico.

    Outra informao relevante no que se refere ao posicionamento geodsico o conceito de

    posicionamento em tempo real e o ps-processado. No primeiro caso, a estimativa da posio da

    estao de interesse ocorre praticamente no mesmo instante em que as observaes so

    coletadas. No ps-processado, as posies dos pontos em que dados foram coletados so

    estimativas num processamento posterior coleta (HOFMANN-WELLENHOF et. al, 1997).

    Para cada um desse mtodo existem as vantagens e desvantagens para a sua

    funcionalidade, cabe ao profissional responsvel escolher o mtodo mais apropriado para tais

    fins, como por exemplo, inevitvel que as posies sejam disponibilizadas em tempo real. Em

    outra ocasio com que se refere a uma rede geodsica, faz-se necessrio a aplicao de tcnicas

    mais rigorosas de controle de qualidade, por isso permite-se que os dados sejam ps-

    processados, visto em ZHANG et al. (2011).

    No posicionamento com GPS surgiram vrios mtodos intermedirios entre

    posicionamento esttico e cinemtico, explorando a capacidade do sistema em fornecer

    coordenadas altamente precisas depois de um breve perodo de coleta de dados, ou mesmo com o

    receptor em movimento. Diante disso, surgiram vrias denominaes para os mtodos rpidos

    desenvolvidos (MONICO, 2008). Dentre os vrios termos surgidos temos: esttico rpido,

    semicinemtico, pseudocinemtico, cinemtico puro ou contnuo, cinemtico rpido, pseudo-

    esttico, stop and go, etc.

    3.5.1. MTODO RTK

    Em algumas aplicaes que necessitam o conhecimento das coordenadas da antena do

    receptor em tempo real e para que esse objetivo seja alcanado, faz-se necessrio que o receptor

    em movimento receba e aplique correes transmitidas por uma estao de referncia, o que

    requer um link de rdio para essa finalidade. Essas correes so enviadas em tempo real por

    meio de um sistema de comunicao (rdio de transmisso, linha telefnica ou satlites de

    comunicao) e dentro de um formato apropriado (SEEBER, 2003; MONICO 2008).

    No mtodo de Posicionamento RTK, como as ambiguidades so solucionadas

    praticamente em tempo real, o usurio tem a sua disponibilidade distncias entre o receptor e o

  • 23

    satlite com preciso da ordem de poucos milmetros, o que permite o posicionamento da ordem

    de poucos centmetros (MONICO, 2008).

    No posicionamento relativo, um mtodo bastante empregado o RTK, devido alta

    produtividade e a acurcia centimtrica proporcionada. Mas, para que isso ocorra, o

    comprimento das linhas base deve ser curto, inferior a 10 km, dependendo principalmente das

    condies ionosfricas. No entanto, medida que a distncia entre essas estaes (linha de base)

    aumenta, os erros que anteriormente eram semelhantes, passam a ser cada vez mais no

    correlacionados, o que acarreta uma degradao progressiva da preciso (PRADO e KRUEGER,

    2003).

    Na literatura internacional RUGGIERO et al. (1999) destacam a importncia do

    monitoramento da linha de costa para o planejamento urbano utilizando o levantamento

    diferencial RTK.

    3.5.2. MTODO CINEMTICO RELATIVO

    Utilizam-se no mnimo dois receptores, um mantido fixo (a base) e os outros mveis

    permitindo determinar a posio do ponto de interesse durante o deslocamento dos outros

    receptores (VASCONCELLOS, 1995).

    Os mtodos cinemticos de levantamento se caracterizam pelo fato do receptor

    incumbido da coleta dos dados estarem em pleno movimento, determinando assim as

    coordenadas de uma trajetria (SEEBER, 2003).

    O nvel de preciso do mtodo de levantamento cinemtico com ps-processamento de

    10 cm podendo alcanar poucos centmetros caso as condies sejam favorveis (cobertura de

    satlites, ausncia de multicaminho, etc) (SEEBER, 2003)

    Um posicionamento relativo caracterizado pelo rastreio simultneo dos satlites em no

    mnimo dois receptores, para a determinao de uma trajetria. importante mencionar que um

    receptor geodsico deve ser instalado em uma estao de coordenadas conhecidas, denominada

    de base e o outro aparelho instalado no local onde se deseja obter as coordenadas geodsicas,

    denominado de estao mvel ou itinerante (SEEBER, 2003; MONICO 2008).

    Diferentemente do mtodo RTK, que permite o fornecimento de coordenadas em tempo

    real, para este tipo de levantamento faz-se necessrio a realizao de um ps-processamento dos

    dados em laboratrio onde pode ser aplicando tcnicas de controle de qualidade.

  • 24

    3.5.3. MTODO PELO POSICIONAMENTO POR PONTO PRECISO

    Segundo LEICK (2004), o PPP refere-se ao posicionamento com GPS mediante

    utilizao dos dados de apenas um receptor. A preciso do PPP varia da ordem do centmetro,

    quando se considera o modo esttico e um longo perodo de coleta de dados, at a ordem de

    alguns decmetros, no modo cinemtico.

    Outro aspecto importante e requisito fundamental do PPP o uso de efemrides e

    correes dos relgios dos satlites, ambos com alta preciso (MONICO, 2008;

    WITCHAYANGKOON, 2000), cujas informaes tm sido produzidas e disponibilizadas pelo

    IGS e centros associados, sem nenhum custo. Atualmente, o IGS produz trs tipos de efemrides

    e correes para o relgio dos satlites, denominadas de efemrides IGS, IGR e IGU, cuja

    descrio detalhada pode ser obtida em MONICO (2008). A maioria desses produtos tem cada

    um dos elementos disponibilizados (coordenadas X, Y e Z e erro do relgio de cada satlite) em

    intervalos de 15 minutos, um intervalo adequado para realizar interpolaes das coordenadas dos

    satlites, entretanto, nem sempre para as correes dos relgios (MONICO, 2008).

    A qualidade das coordenadas estimadas no PPP e seus efeitos esto relacionados,

    principalmente, aos erros considerados no processamento dos dados, cuja remoo parcial ou

    completa realizada com a aplicao de modelos matemticos (ROSA, 2008).

    O Posicionamento por Ponto Preciso (PPP) um ps-processamento das observveis

    incluindo a estimativa das efemrides precisas e as correes para os relgios dos satlites

    possibilitam que a acurcia no posicionamento absoluto passe de metros ao nvel de poucos

    centmetros. A evoluo da tecnologia GNSS, fez com que a quantidade de dados para

    processamento aumentasse, possibilitando o aparecimento de servios especficos de

    processamento de dados. Com o intuito de facilitar o processamento dos dados, algumas

    agncias e instituies passaram a oferecer gratuitamente servios de processamento on-line, via

    internet (ABREU; FONSECA JR, 2005).

    Com o advento da tecnologia, surgiu uma maneira de processamento mais vivel aos

    usurios, a disponibilizao via internet dos servios de processamento do PPP, fazendo com que

    esse mtodo fornea solues para os mais diversos problemas geodsicos, chegando ao alcance

    da comunidade em geral. Os usurios do PPP on-line tm a possibilidade de realizar o

    processamento de dados GNSS, a partir de uma nica estao, obtendo posies com acurcia na

    ordem de poucos centmetros e com grande facilidade de acesso ao servio.

  • 25

    Neste tipo de servio, um arquivo de dados no formato RINEX (Receiver Independent

    Exchange Format) ou Hatanaka, compresso especfica para arquivos em formato RINEX,

    enviado atravs da pgina na internet do servio oferecido. Quando o processamento

    completado, os resultados so enviados para o usurio atravs do endereo eletrnico informado

    ou para baixar da prpria pgina.

    Existe atualmente o Posicionamento por Ponto Preciso (PPP), esttico ou em tempo real,

    com precises decimtricas obtidas atravs de correes consistentes (KOUBA, 2001) para as

    rbitas e erros dos relgios dos satlites, modelos troposfricos, combinaes lineares livres do

    efeito ionosfrico, erros do centro de fase da antena, alm de correes das mars terrestres e

    carga dos oceanos (para posicionamentos mais precisos).

    Esse servio de ps-processamento de dados GPS on-line relatado nos pargrafos

    anteriores disponibilizado pelo site do IBGE, permitindo ao usurio obterem coordenadas de

    boa preciso no Sistema de Referncia Geocntrico para as Amricas (SIRGAS2000) e no

    International Terrestrial Reference Frame (ITRF). O IBGE-PPP possibilita o processamento de

    dados GPS que foram coletados no modo esttico ou cinemtico de receptores de uma ou duas

    frequncias. Permitindo apenas a aceitabilidade de dados GPS que foram rastreados aps 25 de

    fevereiro de 2005, pois foi quando o SIRGAS2000 foi adotado oficialmente no Brasil.

    4. MATERIAIS E MTODOS

    Neste item so apresentados todos os materiais utilizados nesse estudo e a descrio

    detalhada dos mtodos.

    4.1. MATERIAIS

    Nesse trabalho foram utilizados os seguintes materiais:

    Um par de receptores GNSS: Topcon Hiper Lite Plus e um receptor GNSS: Leica Viva

    GNSS GS15;

    Equipamentos diversos: trena, trip, bastes, etc.

    Imagem de satlite Geoeye (2011);

    Software AutoCAD 2014;

    Software ArcGIS 10;

    Software Leica GeoOffice 8.2

  • 26

    Software Magnet Tools v2.0;

    Software ProGRID 2010;

    Tool Detect Shifting Toolbox para ArcGIS;

    Windows 8 x64 bits;

    A seguir mostrado o receptor geodsico instalado na base utilizada no levantamento

    para o mtodo do RTK, onde se encontra o receptor geodsico Topcon Hiper Lite Plus, ver

    Figura 9.

    Figura 9: Receptor GNSS Topcon Hiper Lite Plus.

    Fonte: O autor

    4.2. MTODOS

    Inicialmente tornou-se necessrio selecionar a rea de estudo que vem sendo monitorada

    pelo Laboratrio de Cartografia Costeira da UFPE para efetuar o experimento proposto

    compreendendo a praia de Boa Viagem (Recife).

    Os levantamentos geodsicos foram realizados no dia 29 de Janeiro, com a realizao da

    medio da Linha de Costa da rea de estudo, iniciando-se o caminhamento a partir do Terceiro

    Jardim de Boa Viagem, levando em considerao o planejamento feito com relao a amplitude

    de preamar, at o incio do enrocamento da praia de Boa Viagem. A Figura 10 apresenta a

    imagem de satlite de 2011 da rea escolhida, sendo que em (a) possvel identificar um

    polgono representando os limites do bairro de Boa Viagem e em (b) o sentido do caminhamento

    referente aos levantamentos realizados e explicitando o quanto foi percorrido.

  • 27

    (a) (b)

    Figura 10: (a) Limites do bairro de Boa Viagem. (b) Sentido do caminhamento dos levantamentos.

    Os equipamentos utilizados foram trs receptores GNSS geodsicos, um par foi do

    modelo Topcon Hiper Lite+ e o outro receptor foi do modelo Leica Viva GS15. Vale ressaltar

    que para o levantamento pelo mtodo RTK foram utilizados os modelos da Topcon, enquanto

    que o levantamento cinemtico relativo foi utilizado o modelo da Leica.

    Para a medio da linha de costa, o receptor da Topcon, que serviu como base, ficou

    instalado em um marco geodsico da Prefeitura do Recife, localizado no Terceiro Jardim de Boa

    Viagem (Avenida Boa Viagem, no canteiro em frente ao prdio n 1958), e o outro receptor

    Topcon considerado como mvel, seguiu se deslocando em modo RTK no sentido de

    caminhamento para Boa Viagem (Norte - Sul). Esse marco utilizado neste estudo do tipo

    concreto tronco piramidal, medindo 20x30x60cm, encimado por Chapa metlica. Foi implantado

    pela empresa de engenharia ENGEFOTO no ano de 2007 (Obra 819/07).

    A figura 11 mostra a equipe tcnica responsvel pelo levantamento fazendo a instalao

    dos equipamentos nas suas respectivas bases que serviram para a medio.

  • 28

    Figura 11: Equipe tcnica instalando os receptores nas bases.

    Fonte: O autor

    A tabela 2 representam os valores das coordenadas UTM, em SIRGAS2000, do marco. A

    monografia de marcos completa com informaes mais detalhadas pode ser obtida no site da

    ENGEFOTO (www.engefoto.com.br).

    Coordenadas UTM

    E: 291946.791 m

    N: 9103236.979 m

    H (Ortomtrico): 4.533 m

    Tabela 2: Coordenadas UTM da Base.

    A equipe de campo foi constituda por seis integrantes: o orientador, o orientado e quatro

    alunos voluntrios da graduao de Engenharia Cartogrfica. Vale salientar que todos os alunos

    responsveis pelo levantamento foram previamente treinados, capacitados e assistidos pelo

    orientador na hora de efetuar o levantamento geodsico. relevante ressaltar que todas as

    medidas foram tomadas buscando a minimizao de erros grosseiros e sistemticos nas

    medies, tais como processos de centragem, calagem e aferio da altura do instrumento.

    Antes de ir a campo para a realizao das medies, fez-se um planejamento para o

    levantamento ser realizado em um dia de mar mxima no ms em questo. Essas informaes

    foram obtidas por meio do site da Diretoria de Hidrografia e Navegao (DHN), que uma

    organizao militar da marinha do Brasil, e observou-se na tabela de margrafos do porto de

    recife que no dia 29 de janeiro teria uma mar de amplitude de 2,5 metros. A figura 12 mostra os

    dados dirios referentes as mars mximas e mnimas.

  • 29

    Figura 12: Dados dirio das mars mximas e mnimas.

    Fonte: http://www.mar.mil.br/dhn/chm/tabuas/30645Jan2014.htm

    Aps efetuado o levantamento de campo, os dados foram organizados e processados. Os

    dados do levantamento RTK, correspondendo as coordenadas da linha de costa no precisaram

    de ps-processamento. O software Magnet Tools v2.0 (figura 13) foi utilizado apenas para a

    converso do formato .mjf (formato padro de dados da Topcon) para o formato .dwg (um dos

    formatos padres do AutoCAD), para a gerao do relatrio do levantamento e para fazer a

    verificao se os dados oficiais (contidos na monografia de marcos) das coordenadas da base

    foram inseridos corretamente na coletora, varrendo a possibilidade de quaisquer erros grosseiros

    na hora da insero dos valores.

    Por sua vez, os dados provenientes do levantamento cinemtico, com o outro

    Figura 13: Software Magnet Tools v2.0 rodando numa plataforma Windows 8 x64 bits

  • 30

    equipamento (receptores Leica) utilizado no estudo, necessitaram de um ps-processamento em

    laboratrio, sendo utilizado para este procedimento o software Leica GeoOffice. Nesse software

    foram feitos: o processamento dos dados, gerao do relatrio e por fim, exportao dos dados

    para o formato .dwg. Com relao ao processamento dos dados, fez-se necessrio a utilizao da

    base RBMC (Rede Brasileira de Monitoramento Contnuo) do IBGE que fica na UFPE, sendo a

    sua denominao definida de RECF. As informaes sobre esse marco so obtidas a partir do site

    do IBGE (www.ibge.gov.br), que para ter acesso a esses dados faz-se um cadastro e em seguida

    seleciona-se a estao juntamente com o dia do trabalho em campo, neste caso foi no dia 29 de

    janeiro de 2014, numa quarta-feira. A tabela 3 refere-se as coordenadas da estao RECF.

    Coordenadas UTM

    E: 284931,043 m

    N: 9109554.895 m

    H (Ortomtrico): 25.6096 m

    Tabela 3: Coordenadas UTM da Base RECF.

    Na figura 14, pode-se observar uma linha amarela que significa a linha da Base da praia

    de Boa viagem at a RBMC que fica na Cidade Universitria dentro do Campus da UFPE. Essa

    distncia corresponde aproximadamente a 9440,84m. Tambm mostrada na figura uma linha

    vermelha que corresponde linha de costa levantada.

    Figura 14: Representao da distncia entre as duas bases (em amarelo) e a linha de costa levantada (em vermelho)

    a partir do software Google Earth.

  • 31

    Vale frisar que neste caso de levantamento, as coordenadas tiveram que ser convertidas

    de cartesianas (X, Y, Z) para coordenadas UTM (E, N) por meio do software Progrid,

    disponibilizado pelo IBGE, para compatibilizar todas as coordenadas que estavam em UTM. A

    figura 15 mostra o software Progrid utilizado para a obteno das coordenadas em UTM.

    Figura 15: Software Progrid rodando numa plataforma Windows 8 x64 bits.

    Com relao ao mtodo do PPP pelo IBGE, utilizaram-se os dados RINEX obtidos pelo

    levantamento cinemtico efetuado em campo com o receptor geodsico da Leica, sendo enviado

    esse arquivo para o site do IBGE (http://www.ppp.ibge.gov.br/ppp.htm). Em questo de minutos

    foram recebidos os dados processados e calculados, onde se teve apenas o trabalho de converter

    para UTM, atravs do programa Progrid, e em seguida exportar para o formato shape (.shp). Os

    relatrios obtidos a partir do site so dois, um contendo as coordenadas do processamento e o

    outro contm as posies ao longo do tempo, sendo esse o mais importante para o levantamento

    cinemtico. A figura 16 mostra uma parte reduzida do relatrio contendo as posies ao longo do

    tempo.

    Figura 16: Parte reduzida do relatrio contendo as posies ao longo do tempo.

  • 32

    necessrio ressaltar que o IBGE determina os parmetros que relacionam o ITRF

    (IGb08) e SIRGAS 2000, os quais so aplicados no IBGE-PPP. Esses dados foram processados

    com rbitas precisas e correo do relgio dos satlites, com dados da fase da portadora nas duas

    frequncias. Neste caso, os resultados obtidos do caminho percorrido (cinemtico) esto

    referidas ao referencial das rbitas.

    Para os dados obtidos do RTK e o processado do cinemtico que foram exportados em

    formato .dwg (arquivo referente ao ambiente CAD), fez-se as manipulaes e edies para a

    criao da feio do tipo Polyline que representa a linha de costa formada pelo conjunto de

    coordenadas obtidas pelos levantamentos GNSS. A figura 17 mostra o ambiente CAD e parte

    dos dados do levantamento cinemtico.

    Figura 17: Software AutoCAD 2014 e parte dos dados do levantamento cinemtico criao da linha de costa.

    5. RESULTADOS OBTIDOS

    Os dados dos trs mtodos encontram-se no mesmo sistema geodsico de referncia, no

    caso o Datum planimtrico oficial do nosso pas, o SIRGAS 2000. A figura 18 mostra o

    resultado dos trs levantamentos. Uma informao com uma importncia significativa que se

    deve mencionar com relao ao DOP, que o fator de contribuio puramente geomtrica

    incerteza de uma posio GPS e ela reflete a qualidade geomtrica instantnea de uma

    constelao. As DOPs empregadas neste estudo foram: GDOP geomtrica (trs coordenadas da

    posio mais o desvio do relgio na soluo, PDOP posio (trs coordenadas), HDOP (duas

    coordenadas horizontais), VDOP vertical (altura). A tabela 4 mostra os valores obtidos de cada

    uma delas:

  • 33

    DOPs Mnimo Mximo

    GDOP 1,6 6,3

    PDOP 1,4 5,2

    HDOP 0,6 3,1

    VDOP 1,2 4,2

    Tabela 4: Valores mnimos e mximos dos DOPs.

    Vale mencionar que devido as proximidades das linhas de costa uma das outras no

    possvel visualmente diferencia-las nesta figura sem ampliao, a extenso total do levantamento

    corresponde a aproximadamente 2,4 km. No fundo do mapa apresentado na figura abaixo existe

    uma imagem de satlite Geoeye, do ano de 2011, que foi inserida apenas para efeito de

    representao.

    Figura 18: Linhas de costa obtidas pelo levantamento RTK (vermelho), Cinemtico (azul) e pelo PPP (verde).

    A seguir ser mostrado a tabela 5, que referente ao volume de dados do levantamento,

    contendo informaes da quantidade de pontos gerados, a distncia percorrida, o horrio de

    incio e de trmino e a velocidade para os trs mtodos. A taxa de variao de tempo de um

    ponto para o outro foi de 15 segundos para os mtodos do cinemtico e do PPP e de

    aproximadamente 39 segundos para o RTK, pois neste modo foram coletados pontos durante a

    trajetria.

  • 34

    Mtodos Quantidade

    de pontos

    Distncia

    percorrida

    Horrio

    inicial

    Horrio

    final

    Intervalo

    de tempo Velocidade

    RTK 76 2,454 km

    14:47 h 15:37 h 50 min

    0,818 m/s

    Cinemtico

    200 2,461 km 0,820 m/s PPP

    Tabela 5: Volume de dados dos levantamentos.

    Em seguida, foi feito uma mensurao para a diferena entre as trs linhas de costa,

    utilizou-se uma rotina no software ArcGIS na linguagem de programao Python, que foi

    desenvolvida por uma ex-pesquisadora do LACCOST na extenso Detect Shifting Toolbox

    (BARTELT, 2012). O software utiliza as distncias dos transectos, que corresponde a uma linha

    ou seo atravs de uma faixa do terreno e que so feitos registros de ocorrncias de fenmenos

    a serem estudados, entre a linha considerada como base (RTK) e a que est sendo feita a

    comparao (cinemtico relativo e pelo mtodo do PPP). Foi escolhido o mtodo RTK como

    base devido ao fato de ter sido o mais preciso entre os trs levantamentos. Foram configuradas

    uma distncia de 10 em 10 m com um comprimento de 50 m para os transectos perpendiculares a

    linha de base (figura 19 (a)). Na figura 19 (b) mostra parte desse resultado de maneira ampliada.

    (a) (b)

    Figura 19: (a) Transectos de 10 em 10m para coleta de amostras com o propsito de verificar a diferena entre as

    trajetrias obtidas. (b) Parte da amostra ampliada.

  • 35

    Para comparao e anlise dos dados resultantes dos trs mtodos de levantamentos

    foram utilizados os seguintes dados estatsticos: a mdia aritmtica, o desvio padro e os desvios

    mximos e mnimos entre as trajetrias.

    Aps a realizao do ps-processamento em laboratrio dos dados provenientes do

    levantamento cinemtico foi obtido a tabela 6 referentes as coordenadas e suas respectivas

    precises horizontais e verticais. Consequentemente originaram-se mais de 200 pontos no

    levantamento cinemticos, tornando-se invivel mostrar todos os dados das coordenadas UTM e

    respectivas precises. Sendo assim, escolheu-se uma pequena amostra dos dados para ser

    representada na tabela a seguir:

    Pontos N (m) E (m) Preciso (x,y) (m) Preciso (z) (m)

    1 9103237,727 291947,988 0,0197 0,0237

    2 9103237,737 291947,978 0,0196 0,0235

    3 9103237,707 291947,687 0,0219 0,0262

    4 9103237,708 291948,056 0,0205 0,0245

    5 9103237,422 291947,885 0,0236 0,028

    6 9103235,082 291948,231 0,0223 0,0264

    7 9103222,95 291955,333 0,0205 0,0242

    Tabela 6: Parte das coordenadas levantadas pelo mtodo cinemtico e suas precises horizontais e verticais.

    De maneira semelhante, foi feita uma tabela reduzida relacionado com o levantamento

    pelo mtodo RTK, que foi realizado sempre com soluo fixa de ambiguidade, ver tabela 7.

    Pontos N (m) E (m) Preciso (x,y) (m) Preciso (z) (m)

    1 9103204,372 291967,466 0,005 0,010

    2 9103234,827 291943,858 0,007 0,013

    3 9103174,898 291953,982 0,008 0,013

    4 9103234,805 291943,851 0,008 0,013

    5 9103139,473 291936,837 0,008 0,013

    6 9103139,443 291936,792 0,008 0,014

    7 9103110,052 291923,879 0,008 0,014

    Tabela 7: Parte das coordenadas levantadas pelo mtodo RTK e suas precises horizontais e verticais.

    Da mesma maneira, foi feita uma tabela reduzida relacionado com o levantamento pelo

    mtodo do PPP (tabela 8):

  • 36

    Pontos N (m) E (m) Preciso (x,y) (m) Preciso (z) (m)

    1 9103238,042 291946,978 0,1873 0,2496

    2 9103237,876 291947,158 0,1868 0,2481

    3 9103237,695 291946,948 0,1861 0,2485

    4 9103237,752 291947,519 0,1855 0,2509

    5 9103237,498 291947,391 0,1849 0,2507

    6 9103235,1 291947,77 0,1843 0,2518

    7 9103222,99 291954,921 0,1837 0,2547

    Tabela 8: Parte das coordenadas levantadas pelo mtodo PPP e suas precises horizontais e verticais.

    Com a obteno de todos esses dados dos trs levantamentos, fez-se uma tabela

    expressando dados estatsticos dos respectivos mtodos para que se pudesse fazer uma anlise

    (Tabela 9).

    Mtodo

    Mdia das

    Precises (x,y)

    (m)

    Mdia das

    Precises (z)

    (m)

    Desvio

    Padro das

    Precises

    (x,y) (m)

    Desvio

    Padro das

    Precises (z)

    (m)

    Valor

    Mximo

    das

    Precises

    (x,y) (m)

    Valor

    Mnimo

    das

    Precises

    (x,y) (m)

    RTK 0,010883 0,018636 0,006811 0,010858 0,046 0,0050

    Cinemtico

    Relativo 0,112463 0,167454 0,187195 0,211256 2,136 0,0129

    PPP 0,151153 0,256757 0,024282 0,023196 0,200 0,1188

    Tabela 9: Dados estatsticos referentes aos trs mtodos de levantamento.

    A tabela 10 apresenta a comparao da trajetria da linha de costa pelo mtodo RTK,

    que serviu como base, com a trajetria obtida pelos outros dois mtodos de levantamento

    geodsico atravs do software Detect Shifting Toolbox, possibilitando a verificao do conjunto

    total de amostras, a mdia dos deslocamentos, o deslocamento mximo e mnimo e o desvio

    padro obtido:

    Mtodo Quantidade de

    transectos

    Mdia dos

    desvios entre as

    linhas de costa

    Deslocamento

    Mnimo

    Deslocamento

    Mximo

    Desvio

    Padro

    (m)

    PPP 280 0,237599 m -4,418905 m 2,589738 m 0,930459

    Cinemtico

    Relativo 280 0,251135 m -3,679837 m 2,595693 m 0,872154

    Tabela 10: Dados do Detect Line Shifting.

  • 37

    6. ANLISE DOS RESULTADOS

    As anlises feitas nesse estudo esto diretamente baseadas em dados estatstico,

    possibilitando a interpretao de informaes numricas a partir da comparao entre trs

    mtodos de levantamentos geodsicos. MONICO et al. (2009) relata que para qualquer medida

    verificado os mais diversos tipos de erros, quer sejam de carter grosseiro, sistemtico ou

    aleatrio. Nas reas da Cartografia e Geodsia comum encontrar os termos acurcia e preciso,

    que possuem uma relevncia crucial no ponto de vista de anlise da qualidade de produtos

    cartogrficos, geodsicos e os obtidos por imageamento, sendo tanto por fotogrametria quanto

    por sensoriamento remoto. A discrepncia entre esses dois conceitos est diretamente associada

    com os erros referentes as medies, enquanto o termo preciso est vinculado unicamente com

    os erros aleatrios, o termo acurcia engloba tanto os erros aleatrios quanto sistemticos. Vale

    frisar que para o caso em que um conjunto de medidas no apresente efeitos sistemticos, os

    valores de acurcia e preciso se confundem. Logo, para as situaes em que no h uma

    tendncia, a acurcia se resume medida da preciso.

    possvel perceber, de acordo com os dados numricos das tabelas 6, 7, 8 e

    complementadas pela tabela 9, que as acurcias das coordenadas obtidas pelo mtodo RTK

    foram muito melhores do que as obtidas pelo levantamento cinemtico e pelo mtodo do PPP:

    enquanto as de RTK tiveram preciso de ordem milimtrica, as outras duas (cinemtico e PPP)

    resultaram numa preciso na ordem do centmetro. Nos outros pontos restantes, esse valor mdio

    de acurcia se repetiu na maioria para o RTK em ordem de milmetros, tendo como seu valor

    mximo de preciso horizontal de 4,6 cm e o mnimo de 5 mm. Poucos pontos no mtodo RTK

    tiveram precises na casa de centmetros e isso ocorreu devido as obstrues que tiveram no

    caminhamento das medies, rvores e edifcios influenciaram nas interferncias de transmisses

    de sinais entre o receptor da base e o itinerante. Da mesma maneira, percebe-se que os outros

    pontos do levantamento cinemtico e pelo mtodo do PPP foi em ordem do centmetro, tendo s

    algumas excees para o cinemtico em que os pontos vieram em ordem mtricas. No caso do

    cinemtico, a preciso horizontal mxima obtida foi de 2,14 m e a mnima foi de 1,2 cm. E no

    PPP, a preciso horizontal mxima obtida foi de 20 cm e a mnima foi de 11,8 cm. Os valores

    dos resultados para o cinemtico ps-processado saram superiores ao que se era esperado,

    esperava-se obter uma melhor preciso, semelhante aos obtidos pelo mtodo do RTK. Isso

    ocorreu devido ao fato da base para o cinemtico possuir uma distncia superior a 9 km com

    relao ao local do levantamento da linha de costa. Pretendia-se utilizar a mesma base do RTK

  • 38

    para o cinemtico, mas ocorreram problemas na extrao dos arquivos da base no RTK que

    impossibilitaram a sua utilizao.

    Essa diferena de preciso ainda mais perceptvel quando se leva em conta a mdia

    aritmtica da preciso de todo o conjunto de observaes, observados na tabela 9, onde os dados

    indicam que a preciso mdia para o mtodo RTK foi de aproximadamente 11 mm, e o mtodo

    cinemtico, por sua vez, conseguiu atingir uma preciso de 11 cm, j o PPP conseguiu atingir

    apenas 15cm. Comparando o cinemtico e o PPP com o mtodo mais preciso, que foi o RTK,

    temos que o cinemtico representa um aumento de dez vezes o que foi obtido pelo RTK, e o do

    PPP aproximadamente 14 vezes maior que o do RTK. Outro fator importante o do desvio

    padro das precises horizontais, onde foi obtido 6 mm para o RTK, 19 cm para o cinemtico e

    2,4 cm para o PPP, ou seja, esses valores indicam que para o RTK os dados das precises esto

    mais prximos da mdia, pois possuiu o desvio menor, e para o cinemtico os dados esto

    espalhados por uma gama de valores dispersos com relao mdia, pois possuiu o desvio

    padro maior.

    Nesse estudo, as anlises dos dados das precises verticais foram desnecessrias devido

    ao fato de que o objetivo relevante para as comparaes dos mtodos foi o levantamento da linha

    de costa, mas foi explicitado neste trabalho para que se pudesse perceber que o mtodo RTK

    tambm foi o mais preciso comparada com os outros dois mtodos, e a que possuiu a preciso

    menor foi pelo mtodo do PPP.

    Os resultados da tabela 10 indicam que o percurso da trajetria formada pelas duas linhas

    de costa foram divididas em 280 transectos, tanto para a comparao do RTK-Cinemtico quanto

    para o RTK-PPP, separados em intervalos regulares de 10 metros. Para a comparao do RTK

    com o cinemtico, obteve-se como mdia dos deslocamentos de aproximadamente 25 cm, com

    valores de deslocamentos mnimo e mximo de -3,68 m e 2,60 m, respectivamente. O desvio

    padro em relao mdia aritmtica dessas diferenas foi de aproximadamente 87 cm. Para a

    comparao do RTK com o PPP, obteve-se como mdia dos deslocamentos de aproximadamente

    24 cm, com valores de deslocamentos mnimo e mximo de -4,42 m e 2,59 m, respectivamente.

    O desvio padro em relao mdia aritmtica dessas diferenas foi de aproximadamente 93 cm.

    A linha de costa que se apresentou mais prxima em mdia da linha de referncia (obtidas pelo

    mtodo do RTK) foi a obtida pelo mtodo do PPP, com 24 cm de distncia mdia entre elas.

  • 39

    7. CONCLUSES

    Segundo GEMAEL (1975), devemos abdicar de obter o verdadeiro valor da grandeza

    medida, observada. O nvel de preciso do mtodo de levantamento cinemtico com ps-

    processamento de 10 cm podendo alcanar poucos centmetros caso as condies sejam

    favorveis (cobertura de satlites, ausncia de multicaminho, etc.) (SEEBER, 2003). No caso

    particular desse estudo, os resultados obtidos pelo mtodo do cinemtico ps-processado no

    alcanaram os resultados esperados, pois eles ficaram na ordem de centmetros, esperava-se

    obter esses resultados com valores semelhantes ao do RTK, ou seja, em ordem milimtrica. Isso

    ocorreu devido ao fato da distncia da base para o local do levantamento, que equivaleu a

    aproximadamente 9,4 km. Outro fato que deve ser mencionado que os pontos foram rastreados

    por poucos segundos, em mdia de 3 segundos, muitos desses pontos no resolveram a

    ambiguidade, tendo suas coordenadas estimadas apenas pela observvel pseudodistncia (que

    fornece uma preciso pior se comparando com a diferena de fase da onda portadora). Foi

    visto que por esse mtodo o desvio padro obtido foi o maior, equivalendo a 19cm, evidenciando

    as disperses entre os valores das precises dos pontos com a mdia.

    A preciso do PPP varia da ordem do centmetro, quando se considera o modo esttico e

    um longo perodo de coleta de dados, at a ordem de alguns decmetros, no modo cinemtico.

    Mas para se obter valores com essas precises, existem vrios fatores que influenciam, tais como

    a observvel no processamento a combinao linear livre da ionosfera (ion-free) para a fase da

    onda portadora e/ou cdigo, o uso de receptor de dupla frequncia e o uso de efemrides e

    correes dos relgios dos satlites

    O mtodo RTK foi o que apresentou melhores resultados, tendo como sua preciso

    mdia das coordenadas horizontais de 11 mm, sendo dez vezes menor do que a preciso obtida

    pelo cinemtico e aproximadamente 14 vezes menor do que a preciso do PPP fazendo a

    comparao entre elas. Esse era um resultado esperado pelo fato de se tratar de um mtodo

    diferencial de posicionamento por satlites, ou seja, as coordenadas so obtidas em tempo real j

    com as correes fornecidas pela base atravs de rdio acoplado ao equipamento, gerando assim

    um resultado melhor em termos posicionais. Outro fato positivo em relao ao posicionamento

    pelo mtodo RTK que, como as coordenadas no precisam de ps-processamento, os

    resultados obtidos em campo j esto prontos para serem utilizados, o que imprescindvel em

    algumas aplicaes.

    Este estudo mostra que os levantamentos geodsicos podem e devem ser utilizados para

  • 40

    determinar as posies da linha de costa em zonas costeiras. Os dados numricos obtidos provam

    que o mtodo cinemtico e o do PPP geraram uma preciso pior que a do RTK. Mas para o

    levantamento de linhas de costa, a preciso em centmetros que foi obtida pelos mtodos

    cinemtico e PPP so suficientes para o seu mapeamento, uma vez que esta ltima uma feio

    dinmica, tornando-se extremamente difcil mapear exatamente sua posio ao longo da linha de

    costa. Para obter um resultado mais preciso utilizando o mtodo cinemtico a realizao do

    levantamento dos pontos com um tempo de ocupao nas estaes um pouco maior, mas isso

    depende muito do que se queira levantar, da preciso almejada para tais fins o que no ocorre no

    levantamento de linha de costa onde no existe estaes e sim apenas a navegao sobre a feio

    de interesse.

    Um fator importante que se deve mencionar a observao das condies para a

    utilizao desses mtodos so favorveis.

    8. DIFICULDADES ENCONTRADAS

    Dentre as dificuldades encontradas nesse projeto, mencionam-se algumas divergncias de

    disponibilidade de horrios de todos os alunos envolvidos para o levantamento, lembrando-se

    que o dia e o horrio foram definidos conforme informaes obtidas pela Diretoria de

    Hidrografia e Navegao sobre a amplitude da mar, que por sua vez, teria que ser em um

    horrio de mar mxima. Foram feitos vrios adiamentos com relao ao dia do levantamento at

    que se definisse um dia em que todos puderam ir. Outro ponto importante foi com relao as

    obstrues (neste caso, os edifcios) existentes em certos trechos do caminhamento,

    impossibilitando uma preciso maior em alguns pontos da trajetria de linha de costa levantada,

    fazendo com que o desvio padro entre as amostras aumentasse.

    9. RECOMENDAES

    Num futuro prximo, cria-se uma expectativa, com a existncia de diversos sistemas de

    posicionamento por satlites disponveis, a integrao entre elas visando melhorias para os

    mtodos de posicionamento, e consequentemente obter uma alta acurcia em seus resultados. A

    realizao de uma medio tridimensional da linha de costa com receptores GPS seria uma

    sugesto de trabalhos no futuro, pois se torna limitada pela resoluo altimtrica dos receptores

    atuais. Outra sugesto seria fazer um mapeamento costeiro atravs do mtodo RTK utilizando o

    sistema N-TRIP (internet mvel) para realizar a transmisso das coordenadas, caracterizando o

    mtodo diferencial.

  • 41

    REFERNCIAS BIBLIOGRFICAS

    ABREU, M.A.; FONSECA JUNIOR, E.S. 2005. Comparao de ferramentas on-line para

    processamento de dados GPS. In: COLQUIO BRASILEIRO DE CINCIAS GEODSICAS,

    4, Curitiba, Anais (CDROM-CBCG), p. 1-6.

    ALVES, D. B. M. Desenvolvimento e Implantao do RTK em Rede para Posicionamento

    Geodsico no Estado de So Paulo, 2011. Ps-Doutorado Universidade Estadual Paulista -

    Departamento de Cartografia, Presidente Prudente.

    BAPTISTA, P.B BASTOS, L.C. BERNARDES, C.A. CUNHA, T.R. DIAS, J.A. Aplicao

    de Metodologia de Monitorizao GPS em Litorais Arenosos. Gerao de Modelos de

    Elevao do Terreno. Revista de Gesto Costeira Integrada, 2008.

    BARTELT, S. Manual do ArcCatalog: Detect Shifting Toolbox, (2012).

    BOAK, E. H.; TURNER, I. L. Shoreline definition and detection: A review, Journal of Coastal

    Research, v. 21, n. 4, 2005. p. 688-703.

    COSTA, M.F.; ARAJO, M. C. B.; CAVALCANTI, J. S. S.; SOUZA, S. T. Verticalizao da

    Praia da Boa Viagem (Recife, Pernambuco) e suas Consequncias Socioambientais. Revista

    da Gesto Costeira Integrada. 8(2): p. 233-245, 2008

    DOLAN R.; HAYDEN, B.; HEYWOOD, J. 1978. A new photogrammetric method for

    determining shoreline erosion. Coastal Engineering, 2: 21-39. Elsevier Scientific Publishing

    Company, Holanda.

    ESTEVES, L.S., Silva, A.R.P., Arejano, T.B., Pivel, M.A.G. & Vrajane, M.P. (2003) - Coastal

    development and human impacts along the Rio Grande do Sul beaches, Brazil. Journal of

    Coastal Research, SI35:548-556.

    GEMAEL, C. Ajustamento de observaes geodsicas: noes de estatstica. Curso de Ps-

    Graduao em Cincias Geodsicas. Curitiba, 1975.

  • 42

    GONALVES, R. M. Modelagem de tendncia a curto-prazo da linha de costa atravs de

    dados geodsicos temporais utilizando regresso linear, estimativa robusta a redes neurais

    artificiais. Curitiba, UFPR. Tese de doutorado, programa de ps-graduao em Cincias

    Geodsicas, 2010. 152p.

    GREGRIO, M. das. N.; Evoluo da Linha de Costa e Caracterizao da Plataforma

    Continental Interna Adjacente a Cidade do Recife - PE. Recife, UFPE. Tese de Doutorado

    em Oceanografia Abitica. 2009. 156p.

    HOFMANN-WELLENHOF, B., LICHTENEGGER, H. e COLLINS, J. Global Positioning

    System: theory and practice. Springer Wien New York, 1997. 386p.

    KRUEGER, C. P.; GONALVES, R. M.; HECK, B. Surveys at the Coast of Paran, Brazil,

    to Determinate the Temporal Coastal Changes. Journal of Coastal Research, v. I, p. 632-635,

    2009.

    LEATHERMAN, S. P.. Shoreline change mapping and management along the U.S. East

    cost. Journal of Coastal Research, 38, 513, 2003.

    LEICK, A. 2004. GPS Satellite Surveying. 3 ed., New Jersey, John Wiley & Sons, 435p.

    LIRA, A. R. A. (1997). Caracterizao Morfolgica e Vulnerabilidade do Litoral entre as

    Praias da Enseadinha e Maria Farinha, Paulista PE. Dissertao de Mestrado,

    Universidade Federal de Pernambuco - CTG, 96p.

    MAIA, R.; MAZUR S. Dinmica de linha de costa: mapeamento e monitoramento. Trabalho

    de concluso de curso (Graduao em Engenharia Cartogrfica), UFPR, 2008. 73p.

    MALLMANN, D.L.B.; Vulnerabilidade do Litoral Sul de Pernambuco Eroso. Recife,

    UFPE. Dissertao de Mestrado em Oceanografia. 2008. 127p.

    MARTIN,R.J.,BROADBENT,G.J., Chart Datum for Hydrography, The Hydrographic

    Journal, n. 112, Abril, 2004, pp. 9-14.

  • 43

    MARQUES, H. A. M. PPP em Tempo Real com Estimativa das Correes dos Relgios dos

    Satlites no Contexto de Rede GNSS. 2012. Tese (Doutorado em Cincias Cartogrficas) -

    Universidade Estadual Paulista, Presidente Prudente.

    MENDONA, F.J.B.; Posicionamento de alta resoluo: adequao morfologia. Recife,

    UFPE. Tese de doutorado em Oceanografia, na rea de Oceanografia Abitica. 2005. 94p.

    MENDONA, F.J.B.; MENDONA, R.L. Determinao da Linha de Costa das Praias do

    Municpio de Recife-PE. III Simpsio Brasileiro de Cincias Geodsicas e Tecnologias da

    Geoinformao Recife PE, 27-30 de Julho de 2010. p. 001 de 005.

    MONICO, J.F.G. 2000. Posicionamento por Ponto de Alta Preciso utilizando o GPS: uma

    Soluo para a Geodinmica. Revista Brasileira de Geofsica, 18(1):39-48.

    MONICO, J. F. G. Posicionamento pelo GNSS: Descrio, Fundamentos e aplicaes. So

    Paulo, 2008, 476p. Editora UNESP, 2 ed.

    PEREZ, J.A.S.; MONICO, J.F.G.; CHAVES, J.C. 2003. Velocity Field Estimation Using GPS

    Precise Point Positioning: The South American Plate Case. Journal of Global Positioning

    Systems, 2(2):90-99.

    PRADO, A.; KRUEGER, C. P. Anlise da Acurcia nos Posicionamentos Diferenciais

    Aplicando as Tcnicas DGPS e RTK. Revista Brasileira de Cartografia. N 55/01, Julho 2003.

    RAMOS, A. M. Aplicao, investigao e anlise da metodologia de redues batimtricas

    atravs do mtodo GPS diferencial preciso. Dissertao (Mestrado em Cincias Geodsicas) -

    Departamento de Geomtica. Universidade Federal do Paran, Curitiba, 2007.

    RIBEIRO, G. P. Tecnologias digitais de geoprocessamento no suporte anlise espao

    temporal em ambiente costeiro. Tese de doutorado Programa de Ps Graduao em Geografia

    UFF, 215p., 2005.

    ROLLNIC, M.; Hidrologia, Clima de Onda e Circulao no Litoral da Regio

    Metropolitana do Recife Implicaes para o Transporte de Sedimentos e Estabilidade da

  • 44

    Costa. Recife, UFPE. Tese de Doutorado em Oceonografia Abitica. 2008. 132p.

    ROSA, G.P.S. 2008. Anlise de Sries Temporais de Coordenadas Estimadas com GPS:

    Uma proposta metodolgica para eliminao de efeitos sazonais. Presidente Prudente,

    Universidade Estadual Paulista, Dissertao de Mestrado, 106 p.

    RUGGIERO, P.; CT, J.; KAMINSKY G.; GELFENBAUM, G. Scales of Variability along

    the Columbia River Littoral Cell. Proceedings of Coastal Sediments, ASCE, 1999. p.1692-

    1707.

    SEEBER, G. Satellite Geodesy: Foundations, Methods and Aplications. Berlin-New York,

    2003, 589p. Walter de Gruyter. 2nd revised edition.

    SILVA, L. M.; Modelagem fuzzy como subsdios para a espacializao da vulnerabilidade

    costeira eroso. 2013. Dissertao (Mestrado em Cincias Geodsicas e Tecnologias da

    Geoinformao) - Universidade Federal de Pernambuco, Conselho Nacional de

    Desenvolvimento Cientfico e Tecnolgico. Orientador: Rodrigo Mikosz Gonalves.

    SOUZA, E. C. B.; KRUEGER, C. P. Determinao das Variaes Volumtricas Ocorridas

    no Istmo da Ilha do mel Utilizando o GPS. In: COBRAC2002 Congresso Brasileiro de

    cadastro Tcnico Multifinalitrio, 2002, Florianpolis. Anais do COBRAC2002 Congresso

    Brasileiro de cadastro Tcnico Multifinalitrio, v. 1, 2002.1-12p.

    SUGUIO, K. Dicionrio de Geologia Marinha. So Paulo: TA Queiroz, 1992. 172 p.

    TANAJURA, E. L. X..; KRUEGER, C. P.; GONALVES, R. M. Anlise da acurcia dos

    mtodos cinemticos de posicionamento GPS em aplicaes costeiras. Boletim de Cincias

    Geodsicas, Curitiba v. 17, n1, p. 23-36, jan-mar, 2011.

    VASCONCELLOS, J.C.P. Posicionamento terrestre por satlites NAVSTAR/GPS. Salvador,

    1995. Apostila de curso apresentado no XVII Congresso Brasileiro de Cartografia de 31/07 a

    04/08/1995.

    VILLWOCK, J. A. & TOMAZELLI, L. J. 1995. Geologia Costeira do Rio Grande do Sul.

  • 45

    Notas Tcnicas, Centro de Estudos de Geologia Costeira e Ocenica, UFRGS. Porto Alegre, 8:1-

    45.

    WITCHAYANGKOON, B. 2000. Elements of GPS Precise Point Positioning. Orono, ME,

    University of Maine, Tese de PhD, 265 p.

    ZEFERINO, C. C. Investigaes de alguns mtodos de posicionamento e receptores GPS na

    determinao das linhas de costa de Matinhos com uma anlise temporal. Trabalho de

    concluso de curso (Graduao em Engenharia Cartogrfica), UFPR, 2007.

    ZHANG, X.; LI, X.; GUO, F. Satellite Clock Estimation at 1 Hz for Realtime Kinematic PPP

    Applications. GPS Solutions. V.15, p.315-324, 2011.

    ZUMBERGE, J.F.; HEFLIN, M.B.; JEFFERSON, D.C.; WATKINS, M.M.; WEBB, F.H. 1997.

    Precise point positioning for the effi cient and robust analysis of GPS data from large

    networks. Journal of Geophysical Research, 102(B3):5005-5017.