Metodologia de mapeamento de vias e estruturas urbanas brasileiras integrando sensoriamento remoto e dados auxiliares
| Ano de defesa: | 2025 |
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| Orientador(a): | |
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| Tipo de documento: | Tese |
| Tipo de acesso: | Acesso aberto |
| Idioma: | por |
| Instituição de defesa: |
Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
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| Programa de Pós-Graduação: |
Não Informado pela instituição
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| Departamento: |
Não Informado pela instituição
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| País: |
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| Palavras-chave em Português: | |
| Link de acesso: | https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/8/8135/tde-26062025-154723/ |
Resumo: | A presente tese procurou integrar dados de sensoriamento remoto e dados auxiliares vetoriais para mensurar áreas de superfícies de vias e estruturas urbanas (VEU) de todos os municípios brasileiros. Para atingir este objetivo, dois índices foram propostos: index of roads and structures (IRS) e rescaled water index (RWI). O primeiro índice integra dados de informação geográfica voluntária do OpenStreetMap com dados de sensoriamento remoto para indicar áreas que estariam associadas às áreas urbanas. O RWI foi desenvolvido a partir do rescalonamento da resposta espectral do comprimento de onda da banda verde, diminuindo a variabilidade e a amplitude de valores associados a esta banda. Comparamos as eficiências do RWI com outros índices bem conhecidos (NDWI e MNDWI) para extrair superfícies hídridas das áreas urbanas. Além destes, utilizamos o NDVI para extrair as superfícies vegetadas. Para calcular os índices, utilizamos composições de imagens Landsat-8 e Landsat-9 para o ano de 2023. Comparamos a eficiência de metolologias baseadas em limiares e em inteligência artificial para a mensuração das VEU. Os melhores resultados foram obtidos com o conjunto NDVI-RWI, estabelecendo-se limiares baseados na maior proximidade de valor da taxa de verdadeiros positivos com o valor complementar da taxa de falsos positivos da curva característica de operação do receptor. Mensuramos a área total de vias e estruturas urbanas brasileiras em 33.884 km², a qual corresponderia à dimensão das superfícies urbanas não cobertas por água ou por vegetação |
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Metodologia de mapeamento de vias e estruturas urbanas brasileiras integrando sensoriamento remoto e dados auxiliaresMethodology for mapping roads and urban structures in Brazil by integrating remote sensing and auxiliary dataAmbiente urbanoCartografiaCartographyClassificação de imagemImage classificationÍndice espectralInformação geográfica voluntáriaOpenStreetMapOpenStreetMapRemote sensingSensoriamento remotoUrban environmentVolunteered geographic informationA presente tese procurou integrar dados de sensoriamento remoto e dados auxiliares vetoriais para mensurar áreas de superfícies de vias e estruturas urbanas (VEU) de todos os municípios brasileiros. Para atingir este objetivo, dois índices foram propostos: index of roads and structures (IRS) e rescaled water index (RWI). O primeiro índice integra dados de informação geográfica voluntária do OpenStreetMap com dados de sensoriamento remoto para indicar áreas que estariam associadas às áreas urbanas. O RWI foi desenvolvido a partir do rescalonamento da resposta espectral do comprimento de onda da banda verde, diminuindo a variabilidade e a amplitude de valores associados a esta banda. Comparamos as eficiências do RWI com outros índices bem conhecidos (NDWI e MNDWI) para extrair superfícies hídridas das áreas urbanas. Além destes, utilizamos o NDVI para extrair as superfícies vegetadas. Para calcular os índices, utilizamos composições de imagens Landsat-8 e Landsat-9 para o ano de 2023. Comparamos a eficiência de metolologias baseadas em limiares e em inteligência artificial para a mensuração das VEU. Os melhores resultados foram obtidos com o conjunto NDVI-RWI, estabelecendo-se limiares baseados na maior proximidade de valor da taxa de verdadeiros positivos com o valor complementar da taxa de falsos positivos da curva característica de operação do receptor. Mensuramos a área total de vias e estruturas urbanas brasileiras em 33.884 km², a qual corresponderia à dimensão das superfícies urbanas não cobertas por água ou por vegetaçãoThis thesis aimed to integrate remote sensing data and auxiliary vector data to measure the surface areas of roads and urban structures (VEU) across all Brazilian municipalities. To achieve this objective, two indices were proposed: the Index of Roads and Structures (IRS) and the Rescaled Water Index (RWI). The IRS integrates volunteered geographic information from OpenStreetMap with remote sensing data to identify areas associated with urban surfaces. The RWI was developed by rescaling the spectral response of the green band wavelength, reducing its variability and amplitude of related values. We compared the efficiency of the RWI with other well-established indices (NDWI and MNDWI) for extracting water surfaces in urban areas. Additionally, we used the NDVI to extract vegetated surfaces. We used composite images from Landsat-8 and Landsat-9 for the year 2023 to compute the indices. We compared the efficiency of threshold-based methodologies and artificial intelligence approaches for measuring VEU. The best results were obtained using the NDVI-RWI combination, with thresholds established based on the closest match between the true positive rate and the complementary value of the false positive rate from the receiver operating characteristic (ROC) curve. We estimated the total area of roads and urban structures in Brazil at 33,884 km², corresponding to the extent of urban surfaces not covered by water or vegetationBiblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USPKawakubo, Fernando ShinjiJustiniano, Eduardo Felix2025-04-11info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisapplication/pdfhttps://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/8/8135/tde-26062025-154723/reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USPinstname:Universidade de São Paulo (USP)instacron:USPLiberar o conteúdo para acesso público.info:eu-repo/semantics/openAccesspor2025-06-26T18:53:02Zoai:teses.usp.br:tde-26062025-154723Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttp://www.teses.usp.br/PUBhttp://www.teses.usp.br/cgi-bin/mtd2br.plvirginia@if.usp.br|| atendimento@aguia.usp.br||virginia@if.usp.bropendoar:27212025-06-26T18:53:02Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP - Universidade de São Paulo (USP)false |
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