Faculdade de Ciências da Universidade de Lisboa CURSO DE GPS. Módulo x. (Aula Prática) Reliance - Ashtech. Suas Aplicações Em SIG.

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1 Faculdade de Ciências da Universidade de Lisboa CURSO DE GPS Módulo x (Aula Prática) Reliance - Ashtech e Suas Aplicações Em SIG (Carlos Antunes)

2 INTODUÇÃO O Sistema Reliance baseia-se na utilização do GPS para a obtenção de posicionamento de qualquer elemento topográfico com informação associada, através da sua caracterização por elementos (features) e atributos (attribute). As posições desses elementos com os respectivos atributos armazenados em certos formatos permitem, com certa facilidade, a actualização das bases de dados de um Sistema de Informação Geográfica (SIG). O Ashtech Field Data Collection System é constituído por um receptor GPS SCA-12 e uma caderneta de controlo. É utilizado para a recolha de dados de posicionamento GPS no campo de determinados elementos (features) com os atributos apropriados. Este sistema utiliza os Feature Files pré-definidos no programa de processamento Reliance, em ficheiros com uma estrutura de elementos e atributos para uma dada aplicação definida pelo utilizador, proporcionando cinco níveis de informação: 1. Tipos de features : pontos, linhas e áreas; 2. Nomes das features : poste, árvore, estrada, lago, etc.; 3. Nome de atributo: altura, largura, tipo, cor, etc.; 4. Valor de atributo: alfanumérico, numérico, menu; 5. Sub-menu de atributo. PROCESSADOR RELIANCE O programa Reliance corre no ambiente Windows, em qualquer versão. A execução de qualquer tarefa neste programa exige a abertura de um projecto (ambiente de trabalho) onde está configurado um certo número de parâmetros associado ao respectivo projecto, como seja, o sistema de coordenadas, o ficheiro de features, etc.. Fig. 1 - Janela principal do programa Reliance. FCUL Curso GPS (1999) 1

3 1- PROJECTO Para se iniciar um projecto basta clicar Project na barra do menu, e aí proceder-se à abertura de um projecto novo ou à de um projecto já existente. Fig. 2 Criar um novo projecto. Depois de aberto o projecto desejado aparece uma janela (Fig.3) de controlo do projecto, a qual permite aceder à configuração do projecto, à edição de elementos, à transferência de dados do receptor para o PC e vice versa, à visualização dos dados GPS adquiridos no campo e dos dados processados, ao processamento de dados de baixa (metro) ou média precisão (decímetro) e à exportação dos dados processados em diversos formatos. Fig. 3 Janela de controlo do projecto. Na opção de configuração do projecto (Fig.4) pode-se proceder à definição do sistema de coordenadas, à escolha dos vários directórios onde o programa coloca toda a informação do projecto, e à definição das sessões do projecto que correspondem exactamente às sessões de aquisição de dados GPS ou aos conjuntos de ficheiros com dados de campo. Fig. 4 Menu de configuração do projecto. FCUL Curso GPS (1999) 2

4 2- SISTEMA DE COORDENADAS A primeira operação que se deve proceder na iniciação de um projecto é a definição do sistema de coordenadas (Fig.5) através da opção Map System na janela de Project Setup. Fig. 5 Definição do sistema de coordenadas. Se o sistema de coordenadas a utilizar não existir dentro da lista apresentada, deve-se então proceder à definição de um novo sistema de coordenadas. No fim da lista das duas opções System e Zone encontra-se a opção < Creat New >. É na definição da opção Zone que se encontram todos os parâmetros principais da definição do sistema, o Datum, a projecção cartográfica, a origem e o factor de escala. 3- TRANSFERÊNCIA E PROCESSAMENTO DE DADOS O procedimento de transferência de dados GPS do receptor para o projecto (PC) é muito simples, basta clicar na opção Transfer Data na janela de controlo do projecto e aí (Fig.6), depois de se ter ligado o cabo do receptor numa das portas de série (COM1 ou COM2), escolhe-se a segunda opção Download GPS data from GPS receiver. È necessário, como é obvio, que o receptor esteja ligado e que a porta escolhida esteja correcta. Na janela seguinte (Fig.6) aparece então, a lista de ficheiros disponíveis no receptor, a partir da qual devemos seleccionar aqueles que pretendemos transferir para o computador. Antes de iniciar a transferência deve ser averiguado o directório de armazenamento dos ficheiros através do botão Set Path. Fig. 6 Transferência de dados. FCUL Curso GPS (1999) 3

5 Não é obrigatório seguir a estrutura de directórios sugerida pelo programa, o que é necessário é que os ficheiros de dados estejam colocados nos directórios definidos no Project Setup. De seguida, deve ser criada uma sessão no projecto (Fig.7), nela se indica os nomes dos ficheiros de dados, o da estação base e o da estação móvel. Para que o posicionamento final dos elementos resulte com exactidão, devem ser indicadas as coordenadas exacta da estação base no sistema de referência de trabalho. Fig. 7 Definição de sessão. Fig. 8 Gráfico de dados. É possível, depois da transferência dos ficheiros de dados, visualizar os dados da estação base e estação móvel (Fig.8). A visualização pode ser feita a partir da opção View Data da janela de controlo, ou a partir da janela Tools do menu, opção Time View. Aqui pode-se ter acesso à informação dos elementos e respectivos atributos registados no campo (Fig.9), tempo de observação, intervalo de registos, altura da antena, tipo de receptor, excentrecidade, etc.. FCUL Curso GPS (1999) 4

6 Fig. 9 Informação das features recolhidas no campo. O processamento dos dados é muito simples e, portanto, limitado, como qualquer software comercial, na opções e estratégias de processamento de dados GPS. A partir da opção Process Data apenas nos aparece uma janela (Fig.10) onde temos de seleccionar a sessão a processar e o modo de processamento. O 2-Sigma Filter permite a eliminação dos registos que geram os pontos mais afastados, originando uma média mais precisa, conhecido entre nós pelo critério do 2σ. Mas entenda-se que este filtro só actua nos elementos do tipo ponto e não nos do tipo linha ou área. Fig. 10 Processamento de dados. Fig. 11 Mapa antes do processamento. FCUL Curso GPS (1999) 5

7 O mapa com a informação recolhida no campo com toda a simbologia associadas aos elementos topográficos pode ser visualizada em forma de mapa antes (Fig.11) ou depois (Fig.12) do processamento de dados GPS O acesso ao mapa é feito a partir da janela de controlo em View Data, ou a partir do sub-menu Tools, na opção Map View. Fig. 12 Mapa após o processamento. Já na janela do Map View e depois de seleccionar qualquer elemento, podemos aceder a toda a informação a ele associada (Fig.13), incluindo a informação geométrica de posicionamento e dimensão (caso de linhas e áreas), e a precisão dos pontos resultante do processamento. Fig. 13 Informação de elementos antes e após o processamento. FCUL Curso GPS (1999) 6

8 4- EDIÇÃO DE FEATURES A edição de features (Fig.14) dentro dos três grupos, pontos, linhas e áreas, passa pela definição da designação e pela definição dos atributos, que podem ser do tipo numérico, alfanumérico e menu. Relativamente ao símbolo, o programa é limitado, não permitindo a criação de novos símbolos para além dos apresentados. Fig.14 Edição de Features. A opção Filter Data permite a omissão de certos elementos (features) colhidos no campo e que não se pretendam processar. A filtragem dos dados, ou seja, dos elementos pode ser feita sobre os dados ou sobre o mapa obtido após o processamento. A aquisição de informação de campo e registo de dados através do receptor GPS SCA-12 requer a criação prévia de um ficheiro de features no programa Reliance, armazenado na caderneta, para que o tipo de elemento e respectivos atributos possam ser registados conjuntamente com os dados GPS de posicionamento. Assim o ficheiro de features especificamente criado para o projecto deve ser transferido para a caderneta através da opção Transfer information between PC and the handheld device do submenu Transfer Data. 5- CONVERSÃO DE DADOS Caso na estação Base os dados não tenham sido registados por um receptor Ashetch, mas sim por um de outra marca, é necessário proceder à conversão desses dados em formato RINEX para formato ASHTECH, sendo necessário para essa conversão, não só o ficheiro de observações, mas também, o ficheiro de efemérides ou navegação. Se utilizarmos este tipo de receptor, SCA-12 da Ashtech, para outro tipo de trabalho, por exemplo, posicionamento topográfico (precisão decimétrica, observações mono-frequência), é também necessário recorrer à conversão inversa, do formato ASHTECH para o formato RINEX. A partir do sub-menu Tools acede-se ao conversor deste tipo de formatos (Fig.15). Após o processamento dos dados é possível exportar o mapa resultante para outros formatos a utilizar pelo Sistema de Informação Geográfica. A partir da opção Export Data da janela de FCUL Curso GPS (1999) 7

9 controlo acedemos à janela de exportação da informação processada (Fig.16), onde deve ser Fig. 15 Conversão de formato de dados GPS. indicado o nome e destino do ficheiro de saída, bem como, o seu formato. Infelizmente, este programa tem uma lista curta de formatos possíveis, o que representa um factor de limitação. A adicionar a este facto, há a acrescentar a perda dos atributos no processo de exportação, por exemplo, para o formato DXF. Para resolver este problema tem de se exportar adicionalmente as sessões para um formato tipo texto onde toda a informação alfanumérica dos elementos e seus atributos serão guardados, e a partir dos quais se pode então actualizar as bases de dados do SIG. Embora, este não seja o caso dos formatos para o ArcInfo e ArcView. Fig. 16 Exportação dos dados. Para cada ficheiro exportado, o programa também cria um ficheiro de informação (extensão INF) que contém o nome do projecto, o sistema de coordenadas, as unidades, e outras informações úteis sobre os dados exportados. FCUL Curso GPS (1999) 8

10 FORMATOS DE EXPORTAÇÃO DISPONÍVEIS Shape, extensão.shp, a ser utilizado pelo ArcView. O programa cria adicionalmente ficheiros com extensão.shx e.dbf. Generate, extensão.gen, a ser utilizado pelo ArcInfo. O programa cria adicionalmente um ficheiro com extensão.dbf. AutoCAD 12 Texto (ou versão superior), extensão.dxf. AutoCAD 12 Binário (ou versão superior), extensão.dxf. Intergraph ASCII com extensão.asc. Texto com separação de virgulas, extensão.txt. FCUL Curso GPS (1999) 9