Evaluation of the altimetry from SRTM-3 and planimetry from high-resolution PALSAR FBD data for semi-detailed topographic mapping in the Amazon Region

ABSTRACT

The Brazilian Amazon has a deficit of 35 percent of coverage regarding topographic mapping at semi-detailed (1100,000) scale. This paper presents an alternative to overcome this scenario using a combination of planialtimetric information from two orbital SAR (Synthetic Aperture Radar) missions. The altimetry was acquired from Shuttle Radar Topography Mission (SRTM), while the planimetry was provided from Fine Beam Dual (FBD) images of the Phased Array L-band Synthetic Aperture Radar (PALSAR) sensor. The research was carried out in the mountainous area of the Serra dos Carajás (Pará State), located on the Amazon region. The quality of the orbital topographic information was evaluated regarding precise planialtimetric measurements acquired from Global Positioning System (GPS) field campaigns. The evaluations were performed following two approaches (1) the use of Root Mean Square Error (RMSE) and (2) tendency and precision hypothesis tests. The investigation has shown that the planialtimetric quality of the orbital products fulfilled the Brazilian Map Accuracy Standards requirements for 1100,000 A Class map. Thus, the use of combination of information provided by PALSAR and SRTM-3 data can be considered a promising alternative for production and update of semi-detailed topographic mapping in similar environments of the Amazon region, where topographic information is lacking or presents low quality.

RESUMO

A Amazônia brasileira possui um déficit de 35 por cento de cobertura em relação ao mapeamento topográfico na escala de semi-detalhe (1100.000). Este trabalho apresenta uma alternativa para superar este cenário usando a combinação de informação planialtimétrica de duas missões SAR (Radar de Abertura Sintética) orbitais. A altimetria foi adquirida da Shuttle Radar Topography Mission (SRTM), enquanto que a planimetria foi fornecida de imagens Fine Beam Dual (FBD) do sensor Phased Array L-band Synthetic Aperture Radar (PALSAR). A pesquisa foi desenvolvida na área montanhosa da Serra dos Carajás (Estado do Pará) localizada na região Amazônica. A qualidade das informações topográficas orbitais foi avaliada em relação a medidas planialtimétricas precisas adquiridas de campanhas de campo com Sistema de Posicionamento Global (GPS). As avaliações foram realizadas seguindo duas abordagens (1) o uso de Erro Médio Quadrático (EMQ) e (2) testes de hipótese de tendência e precisão. A investigação mostrou que a qualidade planialtimétrica dos produtos orbitais atendeu aos requisitos para a Classe A (1100.000) do Padrão de Exatidão Cartográfica brasileiro. Assim, o uso da combinação de informações fornecidas pelos dados PALSAR e SRTM-3 pode ser considerado como uma alternativa promissora para a produção e atualização de mapeamento topográfico de semi-detalhe em ambientes similares da região Amazônica, onde a informação topográfica é ausente ou apresenta baixa qualidade.