Quality control in hydrographic surveys

O presente trabalho teve como objetivos o desenvolvimento e a proposição de metodologias para o controle de qualidade de levantamentos hidrográficos, especificamente o tratamento e avaliação estatística das profundidades coletadas por ecobatímetros monofeixe e sistemas de sondagem por faixa, tais como: ecobatímetros multifeixe e sonares interferométricos. Num primeiro momento, é apresentado o AEDO (Algoritmo Espacial para Detecção de Outliers), uma metodologia robusta destinada a detecção de spikes em conjuntos de dados batimétricos coletados através de sistemas de sondagem por varrimento. Em apoio ao AEDO, também foi proposto um novo limiar espacial para detecção de outliers. Ao aplicar o método proposto ao conjunto de dados simulados e reais, resultados bastante promissores foram alcançados. Em seguida, ao focar-se na avaliação estatística da qualidade vertical de levantamentos batimétricos monofeixe, foi proposta a MAIB (Metodologia para Avaliação da Incerteza de dados Batimétricos). Tal método, em todos os casos, mostrou-se mais eficiente ante as análises tradicionais, visto que leva em consideração pressupostos estatísticos quase sempre negligenciados. Conjuntamente a MAIB, foi proposto um novo estimador robusto, isto é, resistente a outliers, para estimativa da incerteza vertical amostral das profundidades coletadas numa sondagem batimétrica. Objetivando avaliar também as sondagens multifeixe, foi desenvolvido um novo método para extração de pontos homólogos através do levantamento das tradicionais varreduras de verificação. Esse método, chamado de PP (Point to Point), apresentou- se bastante eficaz, principalmente quando comparado as técnicas usuais. Por fim, é apresentada uma alternativa à realização de varreduras de verificação para a estimativa da incerteza vertical amostral, apoiado pelo novo método desenvolvido (Método PP). De um modo geral, mediante a realização desta pesquisa pôde-se obter resultados significativos para o controle de qualidade dos levantamentos hidrográficos, visto que foram desenvolvidas diversas novas metodologias e métodos. The present work had as objective the development and the proposal of methodologies for the quality control of hydrographic surveys, specifically the treatment and statistical evaluation of depths collected by single beam echo sounders and swath systems, such as multibeam echo sounders and interferometric sonars. Firstly, the AEDO (Spatial Algorithm for Outliers Detection) is presented, a robust methodology for the detection of spikes in bathymetric data sets collected through swath systems. In support of AEDO, a new spatial threshold for detection of outliers was also proposed. By applying the proposed method to the set of simulated and real data, very promising results were obtained. Then, when focusing on the statistical evaluation of the vertical quality of single beam surveys, the MAIB (Methodology for the Evaluation of the Bathymetric Data Uncertainty) was proposed. This method, in all cases, proved to be more efficient than traditional analyzes, since it takes into account statistical assumptions almost always neglected. In conjunction with the MAIB, a new robust statistic was proposed, that is, resistant to outliers, to estimate the vertical uncertainty of the depths collected at the bathymetric survey. In order to evaluate also the multibeam echo sounders data, a new method was developed to extract homologous points by surveying the traditional check lines. This method, named PP (Point to Point), showed up very effective, especially when compared to the usual techniques. Finally, it's presented an alternative to estimate the vertical uncertainty, in replacement the traditional check lines. This technique is supported by the PP method. In general, the work obtained significant results for the quality control of the hydrographic surveys, since several new methodologies and methods have been developed.