https://hdl.handle.net/1884/39707 2026-05-21T10:28:48Z https://hdl.handle.net/1884/102108 Análise da influência da refração atmosférica na determinação de posicionamento 3D preciso utilizando estação total Resumo: Esta tese, estruturada na forma de artigos, apresenta os resultados de um estudo sobre os efeitos da refração atmosférica no posicionamento preciso de pontos na superfície terrestre utilizando estação total. O estudo de caso foi realizado na barragem da UHE Governador Jayme Canet Junior, localizada no estado do Paraná, Brasil. O primeiro artigo investiga influência das variações de temperatura, pressão e umidade ao longo do dia na determinação das coordenadas de pontos de monitoramento situados na crista da barragem, utilizando irradiação topográfica com estação total, a partir de três marcos geodésicos, que compõem a rede de referência topográfico utilizada no monitoramento da barragem, permitindo a vinculação das medições locais a um sistema de referência geodésico. O segundo artigo analisa os efeitos da refração atmosférica na determinação de desníveis, através do nivelamento trigonométrico, utilizando dados do método de nivelamento geométrico de primeira ordem como referência. O índice de refração local foi calculado de forma recíproca e simultânea entre três pilares nas margens da barragem em diferentes períodos do dia. Os resultados indicam que, mesmo após correções das distâncias em relação às condições meteorológicas, as coordenadas calculadas no primeiro artigo apresentaram discrepâncias, possivelmente devido aos efeitos da refração nas medições. Observou-se também que as coordenadas médias foram influenciadas pela posição do pilar onde a estação total foi instalada no levantamento, sendo que as maiores variações ocorreram no período da manhã, o que sugere que a incidência solar altera a temperatura do ar e, consequentemente, o índice de refração. No segundo artigo os resultados mostraram melhorias nos desníveis calculados em comparação com o valor de k = 0,13, exceto para o Pilar 3, onde a umidade devido à névoa gerada pela vazão da água pelos vertedouros afetou as medições; Abstract: This thesis, structured in the form of articles, presents the results of a study on the effects of atmospheric refraction on the precise positioning of points on the Earth's surface using a total station. The case study was conducted at the Governador Jayme Canet Junior Hydroelectric Power Plant dam, located in the state of Paraná, Brazil. The first article investigates the influence of variations in temperature, pressure, and humidity throughout the day on the determination of coordinates of monitoring points located along the crest of the dam. This was carried out using topographic radiation with a total station from three geodetic benchmarks, which compose the topographic reference network used in the dam monitoring system, enabling the connection of local measurements to a geodetic reference system. The second article analyzes the effects of atmospheric refraction on the determination of height differences through trigonometric leveling, using first-order geometric leveling data as a reference. The local refraction index was calculated reciprocally and simultaneously between three pillars located on the margins of the dam at different times of the day. The results indicate that, even after correcting distances according to meteorological conditions, the coordinates calculated in the first article showed discrepancies, possibly due to the effects of refraction on the measurements. It was also observed that the average coordinates were influenced by the position of the pillar where the total station was set up during the survey, with the greatest variations occurring in the morning period. This suggests that solar radiation alters air temperature and, consequently, the refraction index. In the second article, the results showed improvements in the calculated height differences compared to the standard value of k = 0.13, except for Pillar 3, where humidity caused by mist generated from water discharge over the spillways affected the measurements Orientador: Prof. Dr. Pedro Luis Faggion; Coorientador: Prof. Dr. Wander da Cruz; Banca: Pedro Luis Faggion (Presidente da Banca), Irineu da Silva, Luís Augusto Koenig Veiga, Fabiani das Dores Abati Miranda; Tese (doutorado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências da Terra, Programa de Pós-Graduação em Ciências Geodésicas. Defesa : Curitiba, 27/03/2026; Inclui referências 2026-01-01T00:00:00Z https://hdl.handle.net/1884/41266 Evolução dinâmica do sistema Terra-Lua : um modelo semi-empírico Resumo: Os fenomenos da desaceleracao da rotacao da Terra e consequente aumento da orbita lunar vem despertando a atencao de pesquisadores das mais diversas areas da ciencia. Desenvolveu-se, neste trabalho, um modelo semi-empirico que descreve a evolucao dinamica do sistema Terra-Lua a partir de dados sobre a rotacao da Terra fornecidos pelo IERS no intervalo 1623-2000 combinados com equacoes da Mecanica Celeste que expressam a taxa de variacao temporal do semi-eixo maior (a), excentricidade (e) e inclinacao (i ) da orbita lunar em relacao a um plano inercial, o qual e perpendicular ao momento angular total do sistema Terra-Lua. Com interesse direcionado a termos seculares, foram obtidas primeiramente, equacoes em funcao do tempo, que fornecem a velocidade angular da Terra u> = u(t) e a distancia Terra-Lua a = a(t). A partir destas equacoes desenvolveu-se uma expressao para o tempo de atraso de resposta da mare (At) a forca de atracao gravitacional sofrida pela Terra, em funcao dos parametros orbitais da Lua e do tempo. O sistema de equacoes diferenciais representativo do modelo foi integrado para o passado ate 4 500 Ma pelo metodo Runge-Kutta de quarta ordem com passo constante. Deste modo, equacoes que expressam a velocidade de rotacao da Terra, a distancia Terra-Lua, a excentricidade e a inclinacao da orbita lunar foram obtidas em funcao do tempo. Os valores que resultaram deste trabalho foram comparados com aqueles obtidos por metodos que analisam registros datados para tempos geologicos derivados de pesquisas baseadas em sedimentacao maregrafica, havendo excelente concordancia entre eles. Para o passado de 620 Ma o valor encontrado para a velocidade de rotacao da Terra neste trabalho foi de 8,09 x 10~5 rad/s enquanto a analise da sedimentacao maregrafica fornece 7,99 x 10~5 rad/s. Foi realizada tambem, uma extrapolacao para o passado de 4 500 Ma, idade aproximada do surgimento do sistema Terra-Lua, aceita atualmente pela comunidade cientifica, embora, nao se tenha na literatura dados para comparacao referentes a esta epoca.; Abstract: The phenomena of the Earth's rotation deceleration and consequent Moon's retreat have attracted the attention of researches of several areas of the science. In this work, it was developed a semi-empirical model describing the dynamic evolution of the Earth- Moon system, based on data furnished by IERS (International Earth Rotation Service) from 1 623 to 2000 A.D., combined with Celestial Mechanics equations that express the time variation of the semimajor axis (a), eccentricity (e) and inclination (%) of the lunar orbit with respect to the inertial plane, which is perpendicular to the total angular momentum of the Earth-Moon system. Focusing the interest on secular terms, firstly, equations for the Earth's rotation angular velocity u - u>(t) and the Earth-Moon distance a = a(t) as functions of time were obtained. From these equations, an expression for the tidal time lag as a function of the orbital parameters of the Moon and also of the time was found. The differential equations system, which represents the model, was integrated to the past until 4500Myr by using the fourth order Runge-Kutta Method with constant step, furnishing equations that express the Earth's rotation velocity, the Earth-Moon distance, the eccentricity and inclination of the lunar orbit as functions of time. The values obtained were compared to those found by methods based on analyses of the sedimentary cyclic rhithmites, and an excellent agreement between them was found. To the past of 620 Myr the Earth's rotation velocity is found to be 8.09 x 10-5 using the models developed here while the analysis of the sedimentary rhythmites of tidal origin furnishes a value of 7.99 x 10~5 rad/s. It was also accomplished an extrapolation to the past of 4500 Myr, which is accepted nowadays by the scientific community as being the approximate age of the Earth-Moon system appearance, although there are no data in the literature that could be used to make comparisons. Orientadores: Luiz Danilo D. Ferreira e Germano B. Afonso; Tese (doutorado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências da Terra, Programa de Pós-Graduação em Ciências Geodésicas. Defesa: Curitiba, 2004; Inclui bibliografia 2004-01-01T00:00:00Z https://hdl.handle.net/1884/100252 Projeto centrado no usuário de infraestrutura de dados espaciais ambientais para unidades de conservação Resumo: Globalmente, áreas protegidas terrestres e marinhas são criadas e mantidas com o intuito de proteger e preservar a diversidade biológica, recursos naturais e culturais através de instrumentos legais. Para que estes espaços sejam criados e mantidos, se faz necessário o uso de dados geoespaciais ambientais e socioeconômicas que estão dispersos em diferentes órgãos das esferas de governo. Atualmente muitos destes dados são coletados de forma automática por sensores, produzidos de forma colaborativa, crowdsourcing e por pesquisas científicas. No entanto, partes destes dados estão armazenados em diferentes formatos o que dificulta a interoperabilidade entre diferentes plataformas e sistemas de decisão. Como solução, Infraestruturas de Dados Espaciais (IDE) têm sido implantadas para facilitar o gerenciamento destes dados, facilitando o intercâmbio e descoberta de dados geoespaciais. Diversas iniciativas de IDES para conservação da natureza já foram implantadas, porém, poucas foram concebidas a partir das reais necessidades de seus usuários, o que gera certa insatisfação por parte destes, além de que muitas destas IDEs acabam sendo descontinuadas ou abandonadas. Diante disso, entende-se que se as IDEs forem projetadas considerando as necessidades de seus usuários, então alcançará melhor eficácia e eficiência. Para resolução desse problema, propõe-se uma IDE Temática Ambiental (IDE-AMB) que seja implementada baseada nas necessidades de seus stakeholders, tendo como abordagem os princípios do Design Centrado no Usuário (DCU) para resolver o problema proposto. Deste modo, desenvolveu-se a pesquisa iniciando pela (1) contextualização do problema, e caracterização dos perfis dos usuários, (2) identificação das necessidades baseado nas técnicas de Engenharia de Requisitos para soluções geoespaciais descritos em Sluter et al. (2016) e (3) análise dos requisitos apoiado em métodos estatísticos. Por fim, procedeu-se à validação dos requisitos por meio workshop de co-criação de forma colaborativa utilizando técnicas da abordagem Design Thinking e SCAMPER. Como resultado final, os objetivos gerais foram atingidos através da negociação e priorização dos requisitos, resultando num conjunto de recomendações validadas pelos próprios usuários de dados geoespaciais (DG).; Abstract: Globally, terrestrial and marine protected areas are created and maintained in order to protect and preserve biological diversity, natural and cultural resources through legal instruments. In order for these spaces to be created and maintained, it is necessary to use environmental and socioeconomic geospatial data that are dispersed in different government agencies. Currently, much of this data is collected automatically by sensors, produced collaboratively, crowdsourced and by scientific research. However, parts of these data are stored in different formats, which makes interoperability between different platforms and decision systems difficult. As a solution, Spatial Data Infrastructures (SDIs) have been deployed to facilitate the management of these data, facilitating the exchange and discovery of geospatial data. Several SDI initiatives for nature conservation have already been implemented, but few have been designed based on the real needs of their users, which generates some dissatisfaction on their part, and many of these SDIs end up being discontinued or abandoned. Given this, it is understood that if SDIs are designed considering the needs of their users, then it will achieve better effectiveness and efficiency. To solve this problem, the aim was to propose an Environmental Thematic SDI (IDE-AMB) that would be implemented based on the needs of its Stakeholders, using the principles of User-Centered Design (UCD) to solve the proposed problem. In this way, the research began by (1) contextualizing the problem and characterizing the user profiles, (2) identifying the needs using the Requirements Engineering techniques for geospatial solutions described in Sluter et al. (2016) and (3) analyzing the requirements using statistical methods. Finally, the requirements were validated through a collaborative co-creation workshop using techniques from the Design Thinking and SCAMPER approaches. As a final result, the general objectives were achieved through the negotiation and prioritization of requirements, resulting in a set of recommendations validated by the geospatial data (GD) users themselves Orientadora: Profª. Drª. Silvana Philippi Camboim; Coorientador: Eduardo Vedor de Paula; Tese (doutorado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências da Terra, Programa de Pós-Graduação em Ciências Geodésicas. Defesa : Curitiba, 31/08/2023; Inclui referências 2023-01-01T00:00:00Z https://hdl.handle.net/1884/83580 Modelagem da resposta elástica superficial aos diferentes processos de carga na América do Sul baseados em observações GNSS Resumo: Um processo físico de grande importância a ser considerado no uso de soluções posicionais é aquele relacionado com o estudo da resposta elástica da superfície terrestre. Ele é o fruto do sobrecarregamento da Terra em função da redistribuição de massas e faz parte do denominado ciclo hidrológico. A abordagem principal utilizada para a modelagem de dita resposta envolve a convolução individual das Funções de Carga de Green e a variação de massas obtida através de diferentes modelos globais de superfície. No entanto, este tipo de modelagem não é considerado auto-consistente, já que os modelos em conjunto não conservam sua massa global, principalmente o modelo de carga oceânica, o qual mantém sua massa constante através do tempo sem considerar a troca de massas com a atmosfera e a superfície terrestre. Para solucionar este problema é necessário a inclusão de uma resposta oceânica "passiva", capaz de manter a superfície do oceano numa superfície equipotencial média ainda quando mudar sua massa. Objetivando o estudo destes processos, principalmente da incidência da resposta oceânica passiva, na presente pesquisa foram comparadas e analisadas as soluções posicionais de 507 estações GNSS da Rede continental SIRGAS-CON com seus respectivos sinais de carga durante o período compreendido entre os anos 2000 e 2020. Os resultados obtidos, permitiram identificar uma correlação moderada entre os 2 conjuntos de dados, sendo o sinal de carga hidrológica HYDL o que apresentou o maior nível de correlação e a sua componente vertical teve a maior incidência, principalmente em estações com altitudes inferiores aos 1000 metros e localizadas em latitudes médias, entre os 20°norte e 40°sul. Com relação à incorporação da resposta oceânica passiva foi possível observar uma leve melhoria na precisão das soluções após sua filtragem, sendo as estações com maior redução de suas variâncias aquelas localizadas na bacia do Rio Amazonas e as de menor redução aquelas localizadas próximas aos Andes, nas proximidades da linha equatorial, em estações com altitudes mais elevadas do que 2500 metros.; Abstract: A physical process of great importance to be considered in the use of positional solutions is that related to the study of the elastic response of the Earth's surface. It is the result of the overloading of the Earth due to the redistribution of masses and is part of the so-called hydrological cycle. The main approach used for the modeling of said response involves the individual convolution of Green's Load Functions and the mass variation obtained through different global surface models. However, this type of modeling is not considered self-consistent, since the models together do not conserve their global mass, especially the ocean load model, which maintains its mass constant over time without considering the change of masses with the atmosphere and the Earth's surface. To solve this problem it is necessary to include a "passive" ocean response, capable of keeping the ocean surface at an average equipotential surface even when changing its mass. Aiming to study these processes, mainly the incidence of passive oceanic response, in this research the positional solutions of 507 GNSS stations of the continental SIRGAS-CON Network were compared and analyzed with their respective load signals during the period between the years 2000 and 2020 The results obtained allowed us to identify a moderate correlation between the 2 sets of data, with the HYDL hydrological load signal showing the highest level of correlation and its vertical component having the highest incidence, mainly in stations with altitudes below 1000 m meters and located in mid-latitudes, between 20°north and 40°south. Regarding the incorporation of the passive oceanic response, it was possible to observe a slight improvement in the accuracy of the solutions after filtering, with the stations with the greatest reduction in their variances being those located in the Amazon River basin and the ones with the smallest reduction being those located close to the Andes, in the near the equatorial line, in stations with altitudes higher than 2500 meters. Orientador: Profª. Drª. Claudia Pereira Krueger; Tese (doutorado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências da Terra, Programa de Pós-Graduação em Ciências Geodésicas. Defesa : Curitiba, 23/06/2023; Inclui referências: p. 91-101 2023-01-01T00:00:00Z