Geolocalização

Geolocalização para mapear objetos

INTRODUÇÃO

Para poder realizar algumas pesquisas técnico/científicas com os dados de campo levantados no projeto, o local do levantametno deve ser geolocalizado. A forma mais usual e tradicional para localizar objetos no Planeta é por meio das coordenadas geodésicas (geográficas) de latitude e longitude (ou pelas correspondentes coordenadas cartográficas -planas- UTM SIRGAS 2000 fuso 22 Sul, para o caso de Santa Catarina, Brasil).

Essas coordenadas geográficas, antigamente eram determinadas por meio de observações estelares ou solares. Atualmente, a tecnologia GNSS (conjunto de sistema de posicionamento global por satélite que inclui o GPS dos EEUU, o GLONASS da Rússia e outros sistemas, como os chinês (BEIDÚ), japonês (QZSS) e européio (Galileo) (estes dois últimos dois não estão disponíveis mundialmente, apenas existem aqueles satélites geoestacionários). Ainda que em 2018, o satélite Chinês iniciou sua atuação mundial, os receptores e aplicativos devem passar por atualizações de hardware e/ou de software para poder utilizar-o.

Observação: por ter sido o sistema GPS, dos norte-americanos, o primeiro de uso civil, muitos utilizam "GPS" como sinônimo de GNSS (o mesmo que falamos de "RAID" para todos os inseticidas! Ou "Flit" para os memoriosos, por não falar de "velhinhos"!)

A geocodificação se fará a partir de um arquivo de texto com os dados de latitude longitude, num projeto de Sistema de Informações geográficas com o software de SIG utilizado (QGIS, ArcGIS, etc).

Vídeos sobre coordenadas, GNSS e Geocodificação

Para entender como funciona os sistemas GNSS, é bastante interessante ver estes vídeos que partindo dos conceitos de latitude e longitude, chegam a mostrar de forma simplificada como funcionam e quais os erros inerentes ao sistema:

Coordenadas geográficas:

Latitude e longitude (vídeo aula de geografia)

Explicações sobre o GNSS (ou o "GPS")

CONTROLE DO RECEPTOR GNSS DOS SMARTPHONES

Para iniciar a usar o smartphone como um receptor de dado do GNSS devemos ter consciência de qual a qualidade do receptor embutido no aparelho, e para isso, devemos fazer um teste inicial para avaliar tal situação e não provocar problemas posteriores. Para tal fim, o objetivo principal será verificar quais as coordenadas que nosso celular identifica em um ponto com coordenadas previamente conhecidas. Assim, foram levantadas as coordenadas de dois pontos, um em cada campi da UNISUL:

Na Unidade Pedra Branca do Campus Norte

Objeto físico selecionado para os testes:

Poste branco na Entrada estacionamento C das engenharias, localizado no vértice limite do parque da naturologia.
Motivo da seleção: Céu livre para uma leitura adequada dos dados dos satélites e ponto firme e duradouro no tempo.

Dados do ponto

Dados do Levantamento com o GPS Garmin GPSmap 60CSx

Data: Terça-feira 11 de julho de 2017, durante a manhã
HDOP do levantamento: adequado
Datum WGS84
Latitude = S 27° 37' 30,6' = -27,625167
Longitude = N 48° 40' 59.4" = -48,68317
Valores médios de 700 leituras realizadas em 15 minutos de varredura.
Erro planimétrico médio de 2 m

Localização Ponto

Vista da imagem de localização do Google Earth.

Imagens desde diferentes pontos de vista do poste de controle:

Na Unidade Tubarão no Campus Sul

Dados do Levantamento com o GPS Garmin GPSmap 60CSx

Data: segunda-feira 16 de Abril de 2018, durante a tarde.
HDOP do levantamento: adequado
Datum WGS84
Latitude = S 28° 28' 53,6' = -28,481556
Longitude = N 49° 01' 09.3" = -49,019250
Valores médios de 1200 leituras realizadas em 25 minutos de varredura.
Erro planimétrico médio de 2 m

Localização Ponto

Vista da imagem de localização do Google Earth

Imagens do vértice do meio-fio usado como ponto de controle

Vista para a saída posterior do Bloco A (prédio sede)

Vista Para a Biblioteca Central co Campi Tubarão

Vista para o polo da Unisul Virtual Tubarão

LEVANTAMENTO de pontos COM ANDROIDE

TAREFAS INICIAIS

Aplicativo a usar: Mobile Topographer Procure no Google Play e instale como se instala todo aplicativo no Androide e continue com esta leitura. Ao iniciar o aplicativo, a tela que aparecerá no ecrã do celular se observa aqui ao lado. As opções que utilizaremos do aplicativos são:

Menu/setting (ou as 3 barras com os botões de controle ao lado da "i" de informação do aplicativo)
SATELITTES para ver os satélites que temos disponíveis e quando podemos iniciar o trabalho (ao iniciar o programa, deve se conectar com todos os satélites, isso pode levar alguns minutos: as coordenadas passarão de vermehas para verdes nessa tela, nesse momento estaremos prontos para usar o sistema)
SURVEY para levantar o ponto desejado
POINTS para gerenciar os pontos levantados (e enviar para a nuvens ou e-mail e ver no Google Maps).

CONFIGURANDO:

Na opção SETTING, devemos modificar para que fiquem as seguintes opções configuradas (vamos trocar o e-mail por um outro específico)

Observação: O SGR Sirgas 2000/UTM é o sistema cartográfico/geodésico com coordenadas em metros, padronizadas para todo Brasil. Esto para trabalhar em coordenadas planas. Caso desejemos trabalhar em lat/long, deixe o SGR WGS84.

Devemos verificar e selecionar adequadamente porque existem outros SGR como opções, como se vê na tela da do SGR (GRS em inglês). Esta configuração se faz apenas a primeira vez.

Uma vez configurado devemos entrar em satélite para esperar a conexão com os dois sistemas GNSS que temos disponíveis em nossa região: GPS (FFAA USA) e GLONASS (FFAA RUSIA).

Os outros três satélites não estão disponíveis -por enquanto- na nossa região.

As cores do satélite indicam a fonte (vermelho russos e azul norte-americanos).

Os dados de lat/long ou Leste/Norte devem ficar na cor verde antes de poder iniciar os trabalhos. NO caso da figura, ainda não estava pronto para seu utilização (ficam em vermelho)

Os dados de altitude, não devem ser usado sem uma série de controles prévios e posteriores (não utilizaremos!)

Observação: A cor do pontinho que fica á esquerda de cada nome de sistema (GPS e GLONASS) pode ser vermelho, laranja, amarelo ou verde (depende se está se conectando ou não com todos os satélites (ver na ajuda "?" no aplicativo para mais dados)

Pelo menos um deles tem que ficar verde (observe que à direita temos quantos satélites estão sendo acessados de quantos visíveis no céu, por exemplo: 10/13, indica 10 conectados de 13 disponíveis no céu)

O círculo externo da bússola significa o "Horizonte" o centro do círculo é o zênite e os outros círculos concêntricos indicam um ângulo de elevação de 22°, 45° e 68° acima do horizonte. Daqui se calcula o "PDOP" a maior parte dos satélites devem estar dentre os 22 e 68° acima do horizonte para ter uma boa medição planialtimétrica.

A partir desse momento, podemos iniciar os trabalhos.

Este "arranque em frio" dos sistemas GNSS sempre demora um pouco porque devem ser estabelecidos os protocolos de conexão do aparelho com os satélites e os centros operacionais dos mesmos (cada receptor GPS tem um código único que o habilita para acessar o sistema e esse código é controlado a cada novo acesso, evita pirataria e o acesso irrestrito, cada aparelho GPS paga uma taxa única para acessar o sistema.

LEVANTAMENTOS DE PONTOS

Primeiramente, posicione-se sobre o ponto a ser levantado. Leve em conta as seguintes observações:

Evite ficar sob árvores ou coberturas. AS nuvens não atrapalham o trabalho
Evite ficar perto de líneas de energia e usar em dias de tormenta: o sistema GNSS utiliza ondas de rádio e o campo eletromagnético perto das líneas de transmissão e/ou a estática das tormentas pode afetar a sinal.
O sistema GNSS nada tem a ver com o sistema de telefonia ou internet: independe disso. Apenas usará internet para enviar os dados para o seu computador no final do trabalho, a partir de um confortável local com internet.

Logo, no aplicativo, entre na opção SURVEY, e poderá observar uma tela semelhante a que está vendo à esquerda.

Logo de estar no SURVEY:

Aguarde uns instantes até o valor da "accuracy" da parte superior da tela esteja perto de 5m e o PDOP seja um valor pequeno (perto de 1,0)
A continuação, clique em "Start Accurate possitioning" no meio da tela para iniciar a leitura múltipla dos satélites e aumentar a acurácia por modelos estatística (leitura múltipla).
Desta forma, espere que o sistema repita umas 130 a 150 vezes as leituras dos satélites, visando atingir uma acurácia menor que um metro, como mínimo.
Observação: Para atingir a máxima precisão, o programador do aplicativo aconselha 8 minutos e/ou 500 leituras do satélite; então se puder, siga esta última dica.
Para parar a leitura do satélite e gravar o ponto levantado:
- Clique no mesmo botão que já clicou (que agora aparece como "STOP ...." em vermelho
- Clique na pequena folha branca com um "+" para dar nome e salvar o ponto levantado

- Logo, pode ver os dados levantados clicando no ícone da folha à direita na barra inferior do aplicativo
- Também pode ver a sua posição no mapa clicando o primeiro ícone à esquerda na barra inferior (ícone do mapa com um marcador típico do Google Maps)

Repita o processo com todos os pontos a serem levantados no seu trabalho.

Os dados ficam salvos no celular, seguindo os seguintes passos.

Para salvar os dados:

- No ícone SALVAR, defina o nome do arquivo dos pontos (que pode ser a data e o nome do entrevistador)
- Este processo salva no próprio aparelho o arquivo com os dados
- No ícone de arquivo (retângulo com uma seta para direita)
- Defina tipo de arquivo ".CSV"
- Este processo salva no próprio aparelho o arquivo com os dados

Lembre-se: salve cada ponto que levanta

Para enviar os dados:

- Fique numa área onde tenha internet (seja da empresa de telefonia ou internet sem fio)
- No ícone das nuvens, defina arquivo ".CSV" e selecione para onde vai enviar: Dropbox, OneDrive, Gmail, Google Drive, etc (aceita varias formas de compartilhamento) e finalize a confirmação do envio.
- O arquivo será enviado pela internet para a conta selecionada: este processo é semelhante á todo compartilhamento de arquivo nos Smartphone.

Observações de hardware:

Em 2019, observei que os receptores GNSS dos celulares da Motorola, não conseguem se conectar adequadamente com o sistema e o trabalho não pode ser feito. Celulares da Samsung e da Nokia trabalharam sem problemas (isso pode mudar no tempo)

Se está usando IPHONE: Deve procurar se Apple tem algum aplicativo semelhante e er como se utiliza. Este aplicativo em uso aqui, apenas funciona no sistema Androide.

.-GCP Data de criação: Agosto/2017. Atualizações: Abril/2018. Maio/2019.

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