avaliação da acurácia do posicionamento gps

AVALIAÇÃO DA ACURÁCIA DO POSICIONAMENTO GPS
DE DUAS CÂMERAS DIGITAIS COM GPS INTEGRADO
Reinaldo Escada Chohfi
GeoDesign Internacional
Rua Vila Peralta, 42
12607-040 – Lorena - SP
www.geodesign.com.br
RESUMO
Fotografias digitais georreferenciadas estarão cada vez mais presentes em nossas vidas devido a grande
demanda de informação e serviços baseados em localização geográfica. Recentemente há uma corrida dos
diversos fabricantes de câmeras digitais para integrarem receptores GPS em suas câmeras para automatizar o
processo de georreferenciamento de fotografias digitais utilizando-se somente um equipamento. Assim como
os diferentes dispositivos GPS utilizados para mapeamento e navegação tem vários níveis de acurácia de
posicionamento (métrico, sub-métrico, etc.), os módulos GPS integrados as câmeras digitais também podem
apresentar diferentes qualidades dos dados de posicionamento GPS. Este trabalho relata os resultados de um
estudo da determinação da acurácia do posicionamento GPS das câmeras digitais Ricoh Caplio 500SE e a
Nikon Coolpix P6000 que tem receptores GPS integrados. A acurácia do posicionamento GPS das câmeras foi
determinada calculando-se a distância geodésica (Vincenty 1975) entre as coordenadas de posicionamento
(Latitude e Longitude) obtidas pelo GPS das câmeras junto a 29 estações geodésicas do IBGE (Estações
Planimétricas – SAT) e as coordenadas precisas de posicionamento dessas estações. Os resultados mostram
uma variação da acurácia de posicionamento GPS entre 0,38 a 4,84 metros para a Ricoh 500SE e de 1,26 a
432,41 metros para a Nikon Coolpix P6000. A acurácia média calculada é de 2,53 metros para a Ricoh 500SE
e de 24,80 metros para a Nikon Coolpix P6000. A Ricoh também apresentou uma diferença média na altitude
de 5,38 metros. A Ricoh 500SE pode ser utilizada para integrar fotografias digitais em trabalhos de
mapeamento de grandes escalas. As fotografias digitais tomadas com a Nikon Coolpix P6000 devem ser
usadas em mapeamento de pequenas escalas e usos gerais nos quais não há necessidade de dados de
posicionamento GPS de qualidade.
INTRODUÇÃO:
Fotografias digitais eram algo obtido somente pelos satélites orbitais Landsat e Spot.
Hoje em dia fotografias digitais tomadas com câmeras digitais compactas ou SLRs são
encontradas em um número cada vez maior de aplicações. Em um levantamento feito nos
EUA e Europa em 2008, 27% dos entrevistados informaram que tinham entre 1.000 a
5.000 fotografias digitais e 11% responderam que possuíam mais de 10.000 fotografias
digitais.
O georreferenciamento de fotografias digitais também era realizado somente para
imagens geoespacias, aquelas obtidas por satélites orbitais ou sistemas aerotransportados.
Porém, tem havido uma crescente demanda para georreferenciar fotografias tomadas com
câmeras digitais. Em 2008, o popular site de compartilhamento de fotografias digitais flickr
(www.flickr.com) relatou que mais de 2,5 milhões de fotografias georreferenciadas eram
carregadas no site por mês.
O georreferenciamento de fotografias tomadas com câmeras digitais era um
processo trabalhoso até a introdução pela Ricoh da primeira câmera digital com GPS em
2003. Até então, este processo era manual ou semi-automatizado. Nesses processos
utilizava-se uma câmera digital mais um dispositivo de GPS. O georreferenciamento era
1
feito manualmente ou através de um software capaz de sincronizar os dados de ambos os
equipamentos usando o horário registrado pelos mesmos.
Fotografias digitais georreferenciadas estarão cada vez mais presentes em nossas
vidas devido a grande demanda de informação e serviços baseados em localização
geográfica. Cada vez mais fabricantes de câmeras digitais estão integrando receptores GPS
em suas câmeras para automatizar o processo de georreferenciamento de fotografias
digitais utilizando-se somente um equipamento. A Tabela 1 lista o desenvolvimento da
integração de câmeras digitais com receptores GPS.
Tabela 1
ANO
2003
2005
2007
2008
2008
2008
2009
FABRICANTE E MODELO DA CÂMERA
Ricoh RDC-i700G
Ricoh Caplio Pro G3
Ricoh Caplio 500SE (Modelos B e W)
Hasselblad Módulo GPS para H3D
Nikon Coolpix P6000
Nikon Módulo GPS GP-1 para SLRs da Nikon
Samsung ST1000
A partir de 2007 também vemos o lançamento de vários pequenos dispositivos com
receptores GPS, conhecidos como geotaggers (etiquetadores geo), que podem ser
carregados por fotógrafos para posteriormente registrarem o posicionamento GPS de suas
fotografias digitais com processo semi-automatizado como mencionado acima.
Adicionalmente, em 2009 já ocorre o lançamento de módulos GPS fabricados por terceiros
para algumas câmeras da Canon, Fuji e Nikon.
Assim como os diferentes dispositivos GPS utilizados para mapeamento e navegação
tem vários níveis de acurácia de posicionamento (métrico, sub-métrico, etc.), os módulos
GPS integrados as câmeras digitais também apresentam diferentes qualidades dos dados
de posicionamento GPS. Este trabalho relata os resultados de um estudo para a
determinação da acurácia do posicionamento GPS de duas câmeras digitais com receptores
GPS integrados.
CÂMERAS DIGITAIS COM GPS:
As duas câmeras digitais com GPS utilizadas neste estudo foram a Ricoh Caplio
500SE e a Nikon Coolpix P6000 (Figura 1).
Fig. 1: Câmeras Ricoh Caplio 500SE (direita) e Nikon Coolpix P600 (esquerda).
2
A Tabela 2 abaixo sumariza as principais características das câmeras Ricoh Caplio
500SE e Nikon Coolpix P6000.
Tabela 2
Característica
Ricoh Caplio 500SE
GPS com Suporte a SBAS1
Sim
Antena Ativa GPS Externa Auxiliar2
Sim
Bússola Digital
Sim
Grava Fotografia Georreferenciada
Sim
Grava Filme Georreferenciado
Sim
Quadro-a-Quadro
Captura de 10 Atributos por Fotografia
Sim
Corpo Reforçado e Acabamento
Emborrachado Desenhados para
Sim
Trabalho de Campo
Impermeável
Sim
Prova de Poeira
Sim
Prova de Queda de 1 m
Sim
Integração com Google Map
Sim
Integração com SIG
Sim
Escreve Coordenadas de Posicionamento
Sim
GPS na Fotografia3
Escreve Orientação na Fotografia4
Sim
Escreve Atributos na Fotografia4
Sim
Visualiza Coordenadas (WGS84/Lat-Lon,
Sim
WGS84/UTM, WGS84/MGRS ou todos)5
100 Datums através
Suporte a Diferentes Datums
de sentença EKA
Visualiza Orientação5
Sim
Rastreia e Visualiza em Tempo Real
Posicionamento GPS no Monitor LCD
Rastreia em Tempo Real Orientação no
Monitor LCD
Grava Rastreamento GPS no Cartão SD
Comunicação LAN Wireless
Comunicação LAN 100BASE-TX via Cabo
e Conector RJ45
Resolução Máxima
Lentes
Zoom Digital
Memória Interna
Anel Adaptador Incluso
Suporta Outras Lentes
Cartão de Memória
Sim
Nikon Coolpix P6000
Não
Não
Não
Sim
Não
Não
Não
Não
Não
Não
Sim
Não
Não
Não
Não
Só WGS84/Lat-Lon e
Só na Tela de Sinal do GPS6
Só WGS-84
Não
Não
(Atualização máxima: a cada
15 seg.)
Sim
Não
Sim
Bluetooth e WiFi
Não
Não
Não
Sim
8,3 MP
5,8-17,4 mm
(35 mm: 28-85 mm)
4X
26 MB
Sim
Sim
13,5 MP
6,0-24,0 mm
(35 mm: 28-112 mm)
4X
48 MB
Não
Somente Grande Angular
Até 2 GB SD,
4 e 8 GB SDHC
2,7, 270.000 dots
290 g
10,7 x 6,55 x 4,2 cm
Até 2 GB SD
Monitor TFT LCD
2,5 , 153.000 dots
Peso
480 g
Dimensões Aprox. (A x L x P)
13,3 x 7,85 x 7,4 cm
1. SBAS (Satellite Based Augmentation Systems: WAAS, EGNOS ou MSAS): permite melhora dos atributos do
2.
3.
sistema de navegação GNSS (Global Navigation Satellite System), como acurácia de posicionamento,
confiabilidade e disponibilidade.
A recepção do GPS é claramente melhorada através do uso de uma Antena Ativa GPS Externa Auxiliar,
particularmente quando o módulo GPS está em um local onde o céu não é totalmente visível ou dentro de veículos
com proteção vitrificada.
Escrever dados de posicionamento GPS em WGS84/Lat-Lon, WGS84/UTM ou WGS84/MGRS na fotografia quando
da tomada da fotografia apertando o botão de disparo.
3
4. Escrever orientação da câmera e atributos na fotografia quando da tomada da fotografia apertando o botão de
disparo.
5. Visualização no monitor LCD da câmera simultaneamente com a visão da cena a ser fotografada.
6. Não possibilita visualização das coordenadas GPS no monitor LCD simultaneamente com a visão da cena a ser
fotografada.
A Tabela 3 abaixo lista as especificações do GPS e da bússola digital da câmera Ricoh
Caplio 500SE. A Nikon não publica as especificações do GPS da câmera Coolpix P6000.
Tabela 3
GPS
Item
GPS Chipset
Canais
Acurácia de Posicionamento
(2D RMS fornecido pelo fabricante)
Tempo de Aquisição (média)
Antena Interna
Antena Externa
Datum Suporte
Durabilidade
Descrição
SiRF Star III (capacitado para SBAS: WAAS/EGNOS/MSAS)
32 Canais (todos em visão de rastreamento)
1 m com rastreamento de 5+ satélites
5 m com rastreamento de 3 satélites
(com ou sem SBAS)
<10 seg. Inicialização Quente
38 seg. Inicialização Morna
120 seg. Inicialização Fria
Antena GPS L1: Sarantel GeoHelix-S
Antena auxiliar externa via porta
100 diferentes datums configuráveis através da Eka String
Resistente a queda, utilizável sob qualquer condição de tempo
BÚSSOLA DIGITAL
Item
Acurácia da Orientação
Faixa de Inclinação
Acurácia da Inclinação
+/+/+/+/-
Descrição
3o (na média) nivelado
5o (na média) a +/- 15o de inclinação
80o da horizontal
3o
METODOLOGIA:
Acurácia é a proximidade entre o valor obtido experimentalmente e o valor
verdadeiro na medição de uma grandeza física (Houaiss 2009). Neste estudo, o valor
obtido experimentalmente são os dados de posicionamento obtidos pelo GPS das câmeras
junto as estações geodésicas, e o valor verdadeiro são os dados de posicionamento GPS
precisos relatados pelo IBGE para cada uma dessas estações geodésicas. A proximidade
entre os dois valores, acurácia, é o cálculo da distância geodésica entre esses dois valores
dos dados de posicionamento GPS.
A metodologia usada neste trabalho para fazer uma avaliação da acurácia do
posicionamento GPS das câmeras foi determinar a distância geodésica pelo método de
Vincenty (1975) entre as coordenadas de posicionamento (Latitude e Longitude) obtidas
pelo GPS das câmeras junto a 29 estações geodésicas do IBGE (Estações Planimétricas –
SAT), e as coordenadas precisas de posicionamento dessas estações relatadas pelo IBGE.
A lista das 29 Estações Planimétricas - SAT visitadas durante este trabalho é apresentada
abaixo na Tabela 4.
As coordenadas do posicionamento (Latitude e Longitude) obtidas pelos GPS das
câmeras são armazenadas no cabeçalho da imagem no formato JPEG como etiquetas no
padrão Exif 2.2 (JEITA 2002). A câmera Ricoh 500SE também tem a capacidade de
4
armazenar os dados de altitude e azimute (orientação) da câmera como etiquetas no
padrão EXIF 2.2, assim como escrever esses dados no corpo da imagem no ato da tomada
da fotografia. Além desses dados, a Ricoh 500SE também pode armazenar até 10 dados de
atributos para cada fotografia.
As coordenadas de posicionamento obtidas pelo GPS das câmeras são gravadas em
WGS-84 Latitude/Longitude, enquanto as coordenadas de posicionamento GPS das
estações geodésicas do IBGE são relatadas em SAD69 e SIRGAS2000 em ambos os
sistemas de projeção Latitude/Longitude e Universal Transversa de Mercartor (UTM).
Apesar de haver somente uma pequena diferença entre WGS-84 e SIRGAS2000, ambas
coordenadas foram transformadas para WGS-84 Lat/Lon utilizando-se o software
Geographic Calculator 7.3 da Blue Marble Geographics antes do cálculo da distância
geodésica.
As coordenadas precisas do posicionamento GPS das estações geodésicas são
relatadas pelo IBGE no relatório de cada estação.
Os dados de posicionamento GPS obtidos pelas câmeras Ricoh 500SE e Nikon
Coolpix P6000 foram determinados posicionando as câmeras nas Estações Planimétricas
SAT. As câmeras ficaram posicionadas nas estações planimétricas por alguns minutos para
ocorrer uma estabilização do rastreamento dos satélites GPS e determinação das
coordenadas de posicionamento.
As estações planimétricas visitadas foram materializadas no terreno através de
marcos piramidais e pilares de concreto cilíndrico conforme padrões do IBGE (2008). Foi
utilizado um tripé para centrar as câmeras nos marcos piramidais. As câmeras foram
posicionadas no centro do dispositivo de centragem dos pilares de concreto. A Figura 2
ilustra como as câmeras foram posicionadas no caso de marco piramidal e pilar de concreto
cilíndrico.
Fig. 2: Posicionamento das câmeras em marco piramidal e pilar de concreto cilíndrico nas
estações planimétricas SAT visitadas.
5
Após visita a todas as estações planimétricas, foram extraídas as coordenadas
obtidas pelo GPS das câmeras e calculado as distâncias geodésicas dessas coordenadas
com as coordenadas das estações geodésicas. Também foi calculado a acurácia média
para cada câmera. As operações de extração das coordenadas das câmeras e o cálculo da
distância geodésica utilizando o método de Vincenty (1975) foram realizadas através de um
software desenvolvido na linguagem C pela GeoDesign Internacional para este estudo.
ESTAÇÕES PLANIMÉTRICAS SAT DO IBGE:
Segundo o IBGE, o Sistema Geodésico Brasileiro (SGB) é composto pelas redes
altimétrica, planimétrica e gravimétrica. O SGB é formado pelo conjunto de estações
materializadas no terreno, cuja posição serve como referência precisa a diversos projetos
de engenharia (construção de estradas, pontes, barragens, etc.), mapeamento, geofísica,
pesquisas científicas, dentre outros.
As Estações Planimétricas – SAT selecionadas para este estudo estão localizadas nos
Estados de Minas Gerais, Rio de Janeiro e São Paulo nas regiões da costa, Vale do Rio
Paraíba do Sul e Serra da Mantiqueira, tendo uma variação de altitude entre 4,34 a
1.237,36 metros. As estações estão situadas em planícies, áreas montanhosas e pequenos
vales dentro da região de estudo.
A Tabela 4 abaixo lista alguns dados das Estações Geodésicas (Estações
Planimétricas - SAT) do IBGE que foram visitadas durante este trabalho. Os relatórios do
IBGE detalhando os dados de cada estação estão disponíveis através dos seus hiperlinks. A
Figura 3 ilustra a distribuição espacial dessas estações.
6
Tabela 4: Estações Planimétricas – SAT visitadas.
NÚMERO DA
ESTAÇÃO
90751
91536
91537
91635
91636
91637
91725
91727
91742
91782
91818
91820
91823
91824
91826
91893
91894
91933
93515
93651
93652
93653
93896
93934
93937
93954
96035
96036
96045
HIPERLINK DOS RELATÓRIOS DO IBGE DAS
ESTAÇÕES PLANIMÉTRICAS - SAT
http://www.bdg.ibge.gov.br/bdg/pdf/relatorio.asp?L1=90751
http://www.bdg.ibge.gov.br/bdg/pdf/relatorio.asp?L1=91536
http://www.bdg.ibge.gov.br/bdg/pdf/relatorio.asp?L1=91537
http://www.bdg.ibge.gov.br/bdg/pdf/relatorio.asp?L1=91635
http://www.bdg.ibge.gov.br/bdg/pdf/relatorio.asp?L1=91636
http://www.bdg.ibge.gov.br/bdg/pdf/relatorio.asp?L1=91637
http://www.bdg.ibge.gov.br/bdg/pdf/relatorio.asp?L1=91725
http://www.bdg.ibge.gov.br/bdg/pdf/relatorio.asp?L1=91727
http://www.bdg.ibge.gov.br/bdg/pdf/relatorio.asp?L1=91742
http://www.bdg.ibge.gov.br/bdg/pdf/relatorio.asp?L1=91782
http://www.bdg.ibge.gov.br/bdg/pdf/relatorio.asp?L1=91818
http://www.bdg.ibge.gov.br/bdg/pdf/relatorio.asp?L1=91820
http://www.bdg.ibge.gov.br/bdg/pdf/relatorio.asp?L1=91823
http://www.bdg.ibge.gov.br/bdg/pdf/relatorio.asp?L1=91824
http://www.bdg.ibge.gov.br/bdg/pdf/relatorio.asp?L1=91826
http://www.bdg.ibge.gov.br/bdg/pdf/relatorio.asp?L1=91893
http://www.bdg.ibge.gov.br/bdg/pdf/relatorio.asp?L1=91894
http://www.bdg.ibge.gov.br/bdg/pdf/relatorio.asp?L1=91933
http://www.bdg.ibge.gov.br/bdg/pdf/relatorio.asp?L1=93515
http://www.bdg.ibge.gov.br/bdg/pdf/relatorio.asp?L1=93651
http://www.bdg.ibge.gov.br/bdg/pdf/relatorio.asp?L1=93652
http://www.bdg.ibge.gov.br/bdg/pdf/relatorio.asp?L1=93653
http://www.bdg.ibge.gov.br/bdg/pdf/relatorio.asp?L1=93896
http://www.bdg.ibge.gov.br/bdg/pdf/relatorio.asp?L1=93934
http://www.bdg.ibge.gov.br/bdg/pdf/relatorio.asp?L1=93937
http://www.bdg.ibge.gov.br/bdg/pdf/relatorio.asp?L1=93954
http://www.bdg.ibge.gov.br/bdg/pdf/relatorio.asp?L1=96035
http://www.bdg.ibge.gov.br/bdg/pdf/relatorio.asp?L1=96036
http://www.bdg.ibge.gov.br/bdg/pdf/relatorio.asp?L1=96045
7
MUNICÍPIO
Lorena
São José dos Campos
São José dos Campos
São José dos Campos
São José dos Campos
São José dos Campos
Cachoeira Paulista
Cachoeira Paulista
Cachoeira Paulista
Bananal
Itatiaia
Parati
Rio Claro
Resende
Porto Real
Barra Mansa
Angra dos Reis
Cunha
Ubatuba
Quatis
Bananal
São José dos Campos
Guaratinguetá
Caxambu
Cruzeiro
Delfim Moreira
São José dos Campos
São José dos Campos
Resende
UF
SP
SP
SP
SP
SP
SP
SP
SP
SP
SP
RJ
RJ
RJ
RJ
RJ
RJ
RJ
SP
SP
RJ
SP
SP
SP
MG
SP
MG
SP
SP
RJ
Fig. 3: Localização das Estações Planimétricas – SAT do IBGE visitadas.
8
RESULTADOS:
Os resultados mostram uma variação da acurácia de posicionamento GPS entre 0,38
a 4,84 metros para a Ricoh 500SE e de 1,26 a 432,41 metros para a Nikon Coolpix P6000.
A acurácia média calculada é de 2,53 metros para a Ricoh 500SE e de 24,80 metros para a
Nikon Coolpix P6000. A Ricoh 500SE também apresentou uma diferença média na altitude
de 5,38 metros. A câmera Nikon Coolpix P6000 não grava os dados de altitude. Os dados
obtidos junto às 29 Estações Planimétrica – SAT do IBGE estão listados nas Tabelas 5-7.
Houve falha na recepção do sinal GPS da câmera Nikon Coolpix P6000 em quatro
das fotografias tomadas junto às 29 Estações Planimétricas - SAT do IBGE, ou 13,8% de
falha. Observa-se também que no decorrer deste trabalho foi tomado um total de 117
fotografias com a Nikon Coolpix P6000 ocorrendo falha na recepção do sinal GPS em 22
situações, o que corresponde a 18,8% de falha.
As Figuras 4-10 ilustram as fotografias tomadas com as câmeras digitais quando
posicionadas em algumas das Estações Planimétricas – SAT do IBGE visitadas durante este
levantamento.
Tabela 5: Resultados para a Ricoh Caplio 500SE – Distância geodésica
OBSERVAÇÃO
NUMERO
NÚMERO ESTAÇÃO
PLANIMÉTRICA - SAT
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
90751
91536
91537
91635
91636
91637
91725
91727
91742
91782
91818
91820
91823
91824
91826
91893
91894
91933
93515
93651
93652
93653
93896
93934
93937
93954
96035
96036
96045
LATITUDE
CAMERA
(grau,min,seg)
LONGITUDE
CAMERA
(grau,min,seg)
-22
-23
-23
-23
-23
-23
-22
-22
-22
-22
-22
-23
-22
-22
-22
-22
-23
-23
-23
-22
-22
-23
-22
-21
-22
-22
-23
-23
-22
-45
-45
-45
-45
-45
-45
-44
-44
-44
-44
-44
-44
-44
-44
-44
-44
-44
-44
-45
-44
-44
-45
-45
-44
-44
-45
-45
-45
-44
41
12
12
13
14
13
40
41
41
41
31
11
42
27
26
33
00
04
24
23
40
12
48
57
34
30
10
04
29
39.36
40.24
25.61
21.41
3.85
32.85
47.97
13.99
14.53
6.25
50.86
41.43
14.50
21.34
58.90
20.44
19.44
32.29
59.82
54.97
58.00
29.95
10.93
43.50
30.82
9.63
6.66
17.11
47.38
9
8 23.11
51 38.41
51 42.21
51 55.80
51 13.55
51 47.37
59 28.08
59 6.58
59 8.88
19 48.86
34 2.63
43 41.31
05 45.67
23 39.65
19 6.39
09 18.23
27 54.91
57 42.61
06 51.10
19 15.28
19 19.39
51 31.74
11 21.94
54 54.02
59 28.19
16 23.64
53 5.53
56 1.00
39 37.83
LATITUDE
IBGE
(grau,min,seg)
-22
-23
-23
-23
-23
-23
-22
-22
-22
-22
-22
-23
-22
-22
-22
-22
-23
-23
-23
-22
-22
-23
-22
-21
-22
-22
-23
-23
-22
41 39.2574
12 40.3446
12 25.6767
13 21.2914
14 3.7896
13 32.7684
40 47.9441
41 14.0168
41 14.5337
41 6.1894
31 50.8723
11 41.3363
42 14.5211
27 21.4620
26 58.9223
33 20.3930
00 19.4711
4 32.3700
24 59.8723
23 54.9280
40 57.9194
12 29.9016
48 10.8051
57 43.5370
34 30.7183
30 09.5272
10 06.5984
4 17.0826
29 47.3371
LONGITUDE
IBGE
(grau,min,seg)
-45
-45
-45
-45
-45
-45
-44
-44
-44
-44
-44
-44
-44
-44
-44
-44
-44
-44
-45
-44
-44
-45
-45
-44
-44
-45
-45
-45
-44
08 23.1172
51 38.5370
51 42.2560
51 55.7583
51 13.5723
51 47.2703
59 28.1142
59 6.5878
59 8.8606
19 48.8431
34 2.6284
43 41.3125
5 45.5958
23 39.6448
19 6.3383
09 18.2608
27 54.9222
57 42.5611
06 51.2216
19 15.2935
19 19.5301
51 31.8709
11 21.8979
54 54.0385
59 28.2021
16 23.7608
53 5.5646
56 0.9433
39 37.8484
DISTÂNCIA
GEODÉSICA
(metros)
3.16
4.84
2.43
3.84
1.96
3.79
1.26
0.85
0.57
1.93
0.38
2.88
2.21
3.76
1.63
1.69
1.02
2.83
3.81
1.35
4.71
4.01
4.03
1.26
3.15
4.68
2.14
1.82
1.42
Tabela 6: Resultados para a Nikon Coolpix P6000 – Distância geodésica
OBSERVAÇÃO
NÚMERO
NÚMERO ESTAÇÃO
PLANIMÉTRICA - SAT
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
90751
91536
91537
91635
91636
91637
91725
91727
91742
91782
91818
91820
91823
91824
91826
91893
91894
91933
93515
93651
93652
93653
93896
93934
93937
93954
96035
96036
96045
LATITUDE
CAMERA
(grau,min,seg)
-22 41 39.306
-23 12 40.194
-23
-23
-23
-22
-22
-22
-22
13
14
13
40
41
41
41
21.168
3.858
32.748
47.832
14.016
14.412
6.138
-23
-22
-22
-22
-22
-23
11 41.478
42 14.586
27 21.294
26 58.992
33 20.544
0 19.566
-23 24 59.658
-22 23 54.942
-22 40 56.298
-22
-21
-22
-22
-23
-23
-22
48 10.830
57 43.446
34 30.756
30 9.462
10 6.606
4 31.134
29 47.538
LONGITUDE
CAMERA
(grau,min,seg)
LATITUDE
IBGE
(grau,min,seg)
LONGITUDE
IBGE
(grau,min,seg)
-45 8 22.812
-22 41 39.2574 -45 08 23.1172
-45 51 38.346 -23 12 40.3446 -45 51 38.5370
FALHA NA RECEPÇÃO DO SINAL GPS
-45 51 55.980 -23 13 21.2914 -45 51 55.7583
-45 51 13.524 -23 14 3.7896
-45 51 13.5723
-45 51 47.334 -23 13 32.7684 -45 51 47.2703
-44 59 28.128 -22 40 47.9441 -44 59 28.1142
-44 59 6.516
-22 41 14.0168 -44 59 6.5878
-44 59 8.880
-22 41 14.5337 -44 59 8.8606
-44 19 48.474 -22 41 6.1894
-44 19 48.8431
FALHA NA RECEPÇÃO DO SINAL GPS
-44 43 41.364 -23 11 41.3363 -44 43 41.3125
-44 5 45.624
-22 42 14.5211 -44 5 45.5958
-44 23 39.996 -22 27 21.4620 -44 23 39.6448
-44 19 5.460
-22 26 58.9223 -44 19 6.3383
-44 9 18.252
-22 33 20.3930 -44 9 18.2608
-44 27 54.780 -23 0 19.4711
-44 27 54.9222
FALHA NA RECEPÇÃO DO SINAL GPS
-45 6 51.336
-23 24 59.8723 -45 6 51.2216
-44 19 15.252 -22 23 54.9280 -44 19 15.2935
-44 19 19.068 -22 40 57.9194 -44 19 19.5301
FALHA NA RECEPÇÃO DO SINAL GPS
-45 11 21.720 -22 48 10.8051 -45 11 21.8979
-44 54 54.138 -21 57 43.5370 -44 54 54.0385
-44 59 28.074 -22 34 30.7183 -44 59 28.2021
-45 16 23.754 -22 30 9.5272
-45 16 23.7608
-45 53 5.730
-23 10 6.5984
-45 53 5.5646
-45 56 1.344
-23 4 17.0826
-45 56 0.9433
-44 39 37.722 -22 29 47.3371 -44 39 37.8484
10
DISTÂNCIA
GEODÉSICA
(metros)
8,84
7,14
7,36
2,51
1,92
3.47
2,05
3,78
10,65
4,60
2,15
11,29
25,20
4,65
4,99
7,35
1,26
51,59
5,13
4,00
3,84
2.01
4,71
432,41
7,16
Tabela 7: Resultados para a Ricoh Caplio 500SE – Diferença da altitude
OBSERVAÇÃO
NÚMERO
NÚMERO ESTAÇÃO
PLANIMÉTRICA - SAT
ALTITUDE
CAMERA
(metros)
ALTITUDE
GEOMÉTRICA
IBGE
(metros)
DIFERENÇA
ALTITUDE
(CAMERA-IBGE)
(metros)
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
90751
91536
91537
91635
91636
91637
91725
91727
91742
91782
91818
91820
91823
91824
91826
91893
91894
91933
93515
93651
93652
93653
93896
93934
93937
93954
96035
96036
96045
573
624
604
631
650
632
568
620
617
483
507
0
415
409
420
384
61
923
22
393
452
609
572
885
586
1241
561
660
464
574.94
621.61
605.09
621.95
643.07
624.87
569.86
616.6
615.98
475.73
499.07
0.26
406.85
401.72
417.75
376.54
43.85
915.06
14.09
391.33
445.73
607.53
560.38
885.63
574.37
1235.09
556.11
662.01
462.58
-1.94
2.39
-1.09
9.05
6.93
7.13
-1.86
3.4
1.02
7.27
7.93
-0.26
8.15
7.28
2.25
7.46
17.15
7.94
7.91
1.67
6.27
1.47
11.62
-0.63
11.63
5.91
4.89
-2.01
1.42
11
Fig. 4: Fotografia tomada com a Nikon Coolpix P6000 posicionada na Estação Planimétrica
– SAT No 91894, Usina Nuclear, Angra dos Reis, RJ.
12
Fig. 5: Fotografia tomada com a Ricoh 500SE posicionada na Estação Planimétrica – SAT
No 91636, Aeroporto de São José dos Campos – Prof. Urbano Ernesto Stumpf, São José dos
Campos, SP.
13
Fig. 6: Fotografia tomada com a Ricoh 500SE posicionada na Estação Planimétrica – SAT
No 93652, Bananal, SP.
14
Fig. 7: Fotografia tomada com a Nikon Coolpix P6000 posicionada na Estação Planimétrica
– SAT No 91537, INPE, São José dos Campos, SP.
15
Fig. 8: Fotografia tomada com a Nikon Coolpix P6000 posicionada na Estação Planimétrica
– SAT No 91742, INPE, Cachoeira Paulista, SP.
16
Fig. 9: Fotografia tomada com a Ricoh 500SE posicionada na Estação Planimétrica – SAT
No 91818, Barragem Usina do Funil, Itatiaia, RJ.
17
Fig. 10: Fotografia tomada com a Ricoh 500SE posicionada na Estação Planimétrica – SAT
No 93954, Escola Técnica LIMASSIS, Fundação Roge, Delfim Moreira, MG.
CONCLUSÕES E RECOMENDAÇÕES:
Os resultados da acurácia de ambas as câmeras estão dentro dos valores esperados.
A câmera Ricoh 500SE tem um módulo GPS com superiores capacidades do que aquele da
Nikon Coolpix P6000 devido a sua melhor acurácia, baixo tempo para aquisição do sinal dos
satélites GPS, confiabilidade no rastreamento do posicionamento em tempo real, e registro
da altitude e orientação (azimute) da câmera.
As falhas da recepção do sinal GPS da Nikon Coolpix P6000 foram devido às
condições ambientais quando da tomada das fotografias, como céu encoberto, obstrução
topográfica e cobertura vegetativa.
Ambas as câmeras oferecem excelentes recursos de fotografia e suas imagens são
da mais alta qualidade. A Nikon Coolpix P6000 apresenta uma resolução mais alta do que a
Ricoh 500SE, 13,5 versus 8,3 Megapixels, respectivamente. Por sua vez, o corpo da câmera
Ricoh 500SE é robusto e desenhado para trabalho de campo, sendo emborrachado,
impermeável, e a prova de poeira e queda de 1 m em concreto.
A Ricoh 500SE pode ser utilizada em trabalho de campo baixo condições ambientais
adversas para integrar fotografias digitais em trabalhos de mapeamento de grandes
escalas. Devido ao recurso de escrever os dados de posicionamento GPS, orientação e
atributos na imagem da fotografia no ato da tomada da fotografia, a Ricoh 500SE também
pode ser utilizada para registro de fotografias para perícia porque esses dados são escritos
18
pelo sistema fechado da câmera no ato da tomada da fotografia e não posteriormente
através de softwares.
As fotografias digitais tomadas com a Nikon Coolpix P6000 devem ser empregadas
em mapeamento de pequenas escalas e usos gerais nos quais não há necessidade de
dados de posicionamento GPS de qualidade, como turismo, aventura, comércio imobiliário,
dentre outros.
AGRADECIMENTOS:
O autor deseja agradecer a GeoDesign Internacional (www.geodesign.com.br) e a T
Tanaka (www.ttanaka.com.br) pelo fornecimento das câmeras digitais com GPS Ricoh
500SE e Nikon Coolpix P6000, respectivamente, utilizadas neste trabalho. Também
gostaria de agradecer as seguintes instituições por terem facilitado o acesso as Estações
Planimétricas - SAT do IBGE localizadas dentro de suas instalações:
 DER-RJ, Barra Mansa, RJ
 Escola Técnica LIMASSIS, Fundação Roge, Delfim Moreira, MG
 Estação de Tratamento de Água (ETA-1), Cruzeiro, SP
 Estação de Tratamento de Esgoto (ETE), COPASA, Caxambu, MG
 Estação Experimental de Ubatuba, Instituto Agronômico de Campinas, Ubatuba, SP
 Fazenda São José, Lorena, SP
 Furnas Centrais Elétricas, Barragem da Usina do Funil, Itatiaia, RJ
 Horto Florestal, São José dos Campos, SP
 Hotel Fazenda Bom Retiro, Quatis, RJ
 Infraero, Aeroporto de São José dos Campos – Prof. Urbano Ernesto Stumpf, São
José dos Campos, SP
 Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE), Cachoeira Paulista e São José dos
Campos, SP.
REFERÊNCIAS:
Blue Marble Geographics 2009 Geographic Calculator 7.3
(http://www.bluemarblegeo.com/products/calculator.php).
Houassis 2009 Dicionário Eletrônico Houassis da Língua Portuguesa.
IBGE - Sistema Geodésico Brasileiro (SGB)
(http://www.ibge.gov.br/home/geociencias/geodesia/default_sgb_int.shtm).
IBGE 2008 Padronização de Marcos Geodésicos, Agosto
(ftp://geoftp.ibge.gov.br/documentos/geodesia/pdf/Padronizacao_marcos_geodesicos_ago
08.pdf).
JEITA 2002 Exchangeable Image File Format for Digital Still Cameras: Exif 2.2,
JEITA CP-3451 (http://www.exif.org/Exif2-2.PDF).
Vincenty, T. 1975 Direct and Inverse Solutions of Geodesics on the Ellipsoid with
Application of Nested Equations, Survey Review, XXII, 176, April, pp. 88-93
(http://www.ngs.noaa.gov/PUBS_LIB/inverse.pdf).
19