Os avanços tecnológicos têm trazido diversos benefícios para a engenharia, com destaque para a crescente utilização de drones, que estão ocupando cada vez mais espaço no mercado devido à sua facilidade de mobilidade e acessibilidade. Entre as principais funcionalidades dos drones destaca-se o Mapeamento Aéreo ou Fotogrametria, que tem revolucionado os trabalhos de topografia.
Os VANTs (Veículo Aéreo Não Tripulado) são capazes de realizar voos a baixas altitudes e gerar imagens com alto nível de detalhamento do solo, chegando a alcançar precisão de 1 cm. Com essa tecnologia, é possível mapear uma área extensa com alta qualidade de detalhes em um único voo. Esse método proporciona agilidade e precisão muito superiores aos métodos topográficos tradicionais.
Além disso, a quantidade de dados obtidos em um levantamento aéreo é muito maior, o que resulta em uma representação mais fiel e precisa da superfície do terreno.
METODOLOGIA
Reconhecimento da Área e Mapeamento
A metodologia para realizar um mapeamento aéreo inclui várias etapas, começando pelo reconhecimento da área de estudo.
É importante definir os limites dessa área para determinar a cobertura do voo, identificar pontos de controle no solo, encontrar vias de acesso a possíveis áreas para decolagem do equipamento e alocar a base de apoio do GPS geodésico.
Com base nessas informações, os pontos de interesse são alocados em mapas e plantas são confeccionadas para auxiliar a localização em campo, com o auxílio do GPS de navegação.
Plano de Voo
Na etapa seguinte, é definido o plano de voo, que é baseado na área que será coberta pelo levantamento aerofotogramétrico. São planejadas faixas de voo (rotas) que o drone percorrerá para capturar as imagens.
A altitude do voo também é considerada, bem como o GSD (Ground Sample Distance), que é a distância entre os pixels da imagem em unidades de terreno. Essa é uma das variáveis mais importantes da aerofotogrametria e é a primeira que deve ser definida, pois garante a resolução espacial do mapeamento, ou seja, o nível de detalhamento.
A escolha do GSD influencia diretamente na nitidez e capacidade do mapeamento, pois para aumentar o nível de detalhamento é necessário sobrevoar mais baixo, o que cobre uma porção menor do terreno e, consequentemente, uma área menor de mapeamento.
Por outro lado, para aumentar a capacidade de mapeamento, deve-se aumentar o tamanho do GSD, o que resulta em uma perda de detalhamento.
Entendendo o GSD
Inicialmente, é importante esclarecer que GSD é uma sigla em língua inglesa que representa a expressão “Ground Sample Distance” e, em tradução literal, significa “Distância de amostra do solo”. Trata-se da representação em unidades de terreno, geralmente em centímetros (cm), do pixel da imagem obtida por aerofotogrametria.
No contexto da aerofotogrametria, o GSD é uma variável extremamente relevante e deve ser definida como a primeira etapa, uma vez que define a resolução espacial do mapeamento aéreo, ou seja, o nível de detalhamento.
A escolha do GSD impacta diretamente na nitidez e capacidade do mapeamento, visto que, para aumentar o nível de detalhamento, é necessário voar mais próximo do solo, cobrindo, assim, uma área menor de mapeamento.
Por outro lado, para ampliar a capacidade de mapeamento, é preciso aumentar o tamanho do GSD, o que implica em perda de detalhamento. Dessa forma, é possível estabelecer uma relação inversamente proporcional entre o tamanho do GSD e o nível de detalhamento, sendo que quanto menor o GSD, maior será o nível de detalhamento e, consequentemente, menor será a área mapeada em um único voo.
Por outro lado, a relação entre o tamanho do GSD e a capacidade de mapeamento é proporcional, ou seja, quanto maior o GSD, maior será a área mapeada em um único voo.
Na prática, caso o GSD seja de 10 cm, objetos com dimensões inferiores a essa medida não serão representados no mapeamento. Por conseguinte, a seleção do GSD é uma das principais etapas do planejamento do voo, devendo ser definida em função do propósito do mapeamento.
Cabe ressaltar que o pixel é a menor unidade de uma imagem digital e define a sua resolução. Cada pixel da imagem contém valores ponderados da energia refletida correspondente a sua área no terreno, de acordo com o GSD utilizado. Para um GSD de 10 cm, a área no terreno terá um único valor armazenado em um pixel.
Conclui-se, portanto, que quanto menor for o GSD, melhor será a definição dos objetos na imagem, ou seja, maior será a resolução.
Pontos de Controle
Após a definição dos parâmetros iniciais, é necessário realizar a marcação de pontos de controle no campo com a ajuda de GPS RTK. Esses pontos são definidos no terreno por meio de alvos estrategicamente localizados.
É importante considerar o tamanho dos alvos para que possam ser facilmente visualizados nas imagens aéreas durante o processamento dos dados.
Execução de Voo
Apenas após a realização da demarcação dos alvos no campo e a coleta de coordenadas dos pontos de controle com o auxílio de GPS RTK, é autorizado o voo com o drone. A determinação do ponto de decolagem é baseada em critérios de acesso, sendo priorizados pontos mais elevados do terreno.
Além disso, as condições climáticas são um fator relevante a ser considerado para o imageamento, sendo desaconselhado realizar o voo em dias de chuva, ventos fortes ou incidência excessiva de luz solar, a fim de evitar a formação de sombras nas imagens.
Processamento de Dados
Nesta etapa de processamento, as imagens capturadas durante o aerolevantamento, juntamente com os dados coletados pelo GPS geodésico, são processados através de software especializado. Este processo envolve a interpolação de pontos em comum encontrados na sobreposição das imagens, reconstruindo uma superfície 3D.
Os produtos resultantes incluem um mosaico de ortofotografia georreferenciada, um modelo digital de terreno (MDT), uma nuvem densa de pontos, um mapa de uso do solo e uma planta topográfica com curvas auxiliares e mestras. Esses arquivos podem ser combinados em softwares GIS e AutoCAD para melhorar a precisão dos resultados.
PRINCIPAIS APLICAÇÕES
As principais aplicações dessa técnica são:
– Geração de Mapas Auxiliares para Mapeamento Geológico;
– Elaboração de Levantamento Topográfico;
– Criação de Mapa de Uso do Solo;
– Identificação de Áreas Especiais;
– Atualização de Frente de Lavra;
– Determinação do Volume de Estoque, e etc.
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