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Dissertação de Mestrado
DOI
10.11606/D.3.2014.tde-01102015-104031
Documento
Autor
Nome completo
Paulo Sztutman
E-mail
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
São Paulo, 2014
Orientador
Banca examinadora
Cintra, Jorge Pimentel (Presidente)
Queiroz Filho, Alfredo Pereira de
Trabanco, Jorge Luiz Alves
Título em português
Análise da qualidade posicional das bases do Google Maps, Bing Maps e da Esri para referência espacial em projetos em SIG: aplicação para o município de São Paulo.
Palavras-chave em português
Acurácia posicional
Bing Maps
Esri
Google Maps
Resumo em português
A presente pesquisa analisou a acurácia posicional horizontal das bases do Bing Maps, Google Maps e da World Imagery da Esri quando utilizadas como referência espacial on-line em um Sistema de Informação Geográfica no Município de São Paulo (MSP). A metodologia adotada foi a baseada no Decreto Federal no 89.817/84 e na Análise Estatística proposta por Merchant (1982). A análise da acurácia foi desenvolvida a partir das diferenças entre as coordenadas de 240 pontos nas cartas 1:1.000 do Mapa Digital da Cidade de São Paulo (MDC) em relação às coordenadas homólogas nas três bases, considerando separadamente as coordenadas do eixo Norte e Este. A base do Google Maps para o MSP foi dividida em duas (mosaico de ortofotos na área central e mosaico de imagens de satélite nas regiões periféricas), devido à grande diferença de acurácia entre os dois produtos. Para classificar cada base a partir do Decreto 89.817 foi definida a escala na qual somente 10% das discrepâncias tivessem seu valor superior ao PEC, e a escala na qual o Root Mean Square Error (RMSE) da amostra das discrepâncias fosse igual a 60,8% do PEC. A escala final selecionada foi a menor (menos detalhada) entre as definidas em cada um dos processos. A Análise Estatística foi baseada nos testes de tendência e precisão. Como as três bases apresentaram tendência, a escala definida pelo teste de precisão não foi considerada no cômputo final das escalas, devido à dificuldade de se eliminar a tendência nessas bases quando utilizadas no SIG. As escalas finais obtidas, relativas à classe A, foram: Google Maps (imagens de satélite): 1:12.400; Google Maps (ortofotos): 1:3.588; Bing Maps: 1:10.881 e Word Imagery da ESRI: 1:8.420. Concluiu-se que os três produtos com escalas próximas a 1:10.000 apresentam acurácia para serem utilizados como bases em SIGs nos estudos para planejamento urbano e que o Google Maps (ortofotos, com escala próxima a 1:4.000) pode ser igualmente utilizada para planejamento, mas em função de sua acurácia maior, pode servir também para a gestão de serviços urbanos. A principal limitação encontrada para as bases no uso como referência espacial em SIGs foi a inclinação das feições distantes do nadir da imagem ou da ortofoto e o consequente recobrimento de áreas adjacentes a essas feições. Entretanto, essa limitação se mostrou quase desprezível para as escalas definidas para as bases na análise da acurácia.
Título em inglês
Horizontal positional accuracy of Bing Maps, Google Maps and Esri's World Imagegery as spatial references within a geographic information system for the municipality of São Paulo.
Palavras-chave em inglês
Bing Maps
ESRIs Word Imagery
Google Maps
Positional accuracy
Resumo em inglês
This research has analyzed the horizontal positional accuracy of basemaps Bing Maps, Google Maps and ESRIs World Imagery when used as an online spatial reference within a Geographic Information System for the municipality of São Paulo. The methodology was based on criteria defined by Brazil Federal Decree 89817/84 and in the analysis proposed by Merchant (1982). The accuracy analysis was developed observing the discrepancies between coordinates of selected 240 points from the 1:1000 digital map of São Paulo compared to corresponding points in the three basemaps, (coordinate directions North and East were considered separately). The Google Maps basemap for the city of São Paulo was divided in two (ortophoto mosaic for the central area and satellite images mosaic in the remainder peripheral areas), due to the considerable differences in their accuracy patterns. In order to classify each basemap as per Federal Decree 89.817, we have defined a scale in which only 10% of discrepancies were above the LMAS90 and the Root Mean Square Error (RMSE) of the discrepancies sample was equal to 60,8% of LMAS90. The final selected scale was the smallest (less detailed) of those obtained in each of the processes. The statistical analysis was based on the test of bias error and by a test of precision. Because the three basemaps have presented biases, the final scales defined by the precision test were not considered in the results, for it is difficult to eliminate biases in these basemaps when used in a GIS. We have obtained the following final scales to class A of the Brazilian Decree: Google Maps (area covered by satellite images): 1:12.400; Google Maps (area covered by ortophotos): 1:3.588; Bing Maps: 1:10.881 and ESRIs Word Imagery: 1:8.420. In conclusion, (a) the three products with scales around a 1:10.000 present accuracy to be used as basemap in GIS for urban planning studies and (b) Google Maps (area covered by ortophotos, scale around 1:4.000) can be equally used for planning studies, as well as urban services manager, due to its greater accuracy. The key limitations for the use of such basemaps as spatial references in GIS was the inclination of features which are distant from the image or ortophoto nadir (off-nadir effects) and the consequent shadowing of adjoining areas. However, this limitation is almost irrelevant to the scales defined for the basemaps in the accuracy analysis.
 
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Data de Publicação
2015-10-14
 
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