Proposição de um Estimador Pontual para Incerteza Vertical de Levantamentos Hidrográficos

Abstract

Ter o conhecimento da morfologia submersa dos ambientes aquáticos sempre foi um desafio, justamente pelas dificuldades inerentes em caracterizar e explorar as ocorrências não aparentes dessas superfícies. A descrição das características dos oceanos, rios, lagos e outros corpos d'água possibilitam a obtenção de informações batimétricas úteis a diversas áreas, como para a navegação marítima ou fluvial, obras civis, prospecção de recursos minerais, etc. Α partir das informações de profundidade pode-se ter o estabelecimento de práticas voltadas para o planejamento e execução de inúmeras atividades de hidrografia. Os levantamentos hidrográficos, empregados atualmente, são realizados por sistemas acústicos como ecobatímetros monofeixe, multifeixe e sonares interferométricos. Contudo, independente da tecnologia utilizada, os dados coletados sempre conterão incertezas, podendo ser de natureza grosseira, sistemática ou aleatória. Se os dados estiverem eivados de incertezas não aceitáveis a uma dada tolerância definida por norma, tais informações podem não ser acuradas para determinados propósitos. Um dos estimadores geralmente utilizados, o RMSE (Root Mean Square Error) é altamente influenciado pela presença de outliers nas amostras, podendo não ser adequado para descrever a qualidade estatística do conjunto de observações. Desta forma, o objetivo dessa pesquisa é a proposição de um estimador pontual visando quantificar a incerteza vertical de levantamentos batimétricos, denominado Incerteza Robusta, que diferentemente dos estimadores utilizados na maioria das vezes, é resistente a outliers e independe da distribuição de probabilidades da amostra. Para o estabelecimento do intervalo de confiança deste estimador foi usada a técnica Bootstrap. Foram realizados experimentos com dados simulados, bem como o uso de dados reais, referentes a duas áreas de estudo. Α partir dos resultados obtidos, pôde-se verificar o desempenho do estimador proposto, que nitidamente mostrou-se resistente aos possíveis outliers presentes no conjunto de dados. Pôde-se perceber também, que a presença dos outliers nas bases de dados teve pouca influência nas estimativas pontuais de incerteza, mostrando sua eficiência e robustez.

Point to Point: An Alternative Method for Extracting “Homologous Points” in Bathymetric Data Collected With a Multibeam System

“…Table 4 shows a summary of the traditional analysis based on the tolerances defined by S-44 for the survey in question. Also shown are the sample vertical uncertainty values computed based on the estimators RMSE (Root Mean Square Error) and Φ Robust (Robust Uncertainty), it consists of a point estimator for the vertical uncertainty of hydrographic surveys proposed and validated in Ferreira et al (2019c). All statistics were applied to data with outliers, as is commonly practiced.…”

“…Compared to single beam echo sounders, these systems have better resolution, greater accuracy, higher precision and acquire a greater amount of data, which allows significant improvements in the object detection process and in the submerged relief definition (CRUZ et al, 2014;MALEIKA, 2015). The main problem is the statistical evaluation of the vertical component quality of these data (FERREIRA et al, 2019c), that is this work's focus.…”

Comparative Analysis for Volume Estimation in Small Dams Using Conventional Bathymetry and Remote Sensing

“…Using satellite images and remote sensors enables a quick and comprehensive assessment, overcoming some logistical limitations of conventional bathymetry. The spatial and temporal resolution of these technologies provides a holistic view of water behavior, expanding monitoring possibilities at different temporal and spatial scales (Rodrigues et al, 2012;Ferreira et al, 2016;Ferreira et al, 2019;Andrade et al, 2020;Caballero et al, 2020;Mateo-Perez et al, 2020;Marques et al, 2021;Andrade et al, 2022).…”

Avaliação do emprego de sistemas GNSS RTK nas reduções batimétricas em sondagens multifeixe

“…Os levantamentos hidrográficos, empregados atualmente, são realizados por sistemas acústicos como ecobatímetros monofeixe, multifeixe e sonares interferométricos (FERREIRA et al, 2019). A utilização de receptores GNSS de precisão nos levantamentos hidrográficos não é uma novidade.…”