Os Vants (Veículos Aéreo Não Tripulado) conhecidos também como Drone, estão conquistando e conquistaram profissionais de mapeamento que atuam em diversas áreas, por ser um equipamento muito rentável.

É perceptível que a captação de imagens com drone é o primeiro passo dentro de um processo mais complexo, que exige conhecimentos específicos multidisciplinares como, cartografia, fotogrametria, processamento digital de imagens, topografia e geoprocessamento.

Neste contexto, o Agrimensor do Futuro traz para você 5 dicas para fazer levantamento com drone.

– Conhecimento sobre a fotogrametria básica

Sabe-se que todo produto gerado por um drone é oriundo da fotogrametria, e obter conhecimentos básicos sobre fotogrametria é essencial para os profissionais que atuam e atuarão no levantamento com drone.

A fotogrametria é uma tecnologia que permite interpretar e medir por meio das imagens capturadas pelos sensores, e por traz de toda essa tecnologia, existem alguns parâmetros que são fundamentais para gerar o produto final que tanto desejamos.

Dessa forma, se você conhecer estes parâmetros, certamente irá fornecer produtos de ótima qualidade aos seus clientes e sairá muito bem em casos de algum problema no levantamento e no processamento das imagens.

– Planejamento de voo do Levantamento com Drone

O planejamento de voo é a primeira etapa do levantamento aerofotogramétrico com drone.

Assim cada fabricante de drone adota seu próprio software para realizar o planejamento de voo, que funciona parcialmente de forma automática, apesar disso, é necessário inserir algumas informações, e é neste momento que são aplicados os conhecimentos básicos da fotogrametria.

Existe no mercado softwares de planejamento de voo que são disponibilizados de forma gratuita e são totalmente eficientes para esta etapa.

Nesta etapa que são definidos os parâmetros: área que será levantada, modelo da câmera/distância focal, altura de voo, ângulo do voo, a velocidade da aeronave, a sobreposições das fotos, escala, tamanho do GSD (Ground Sample Distance – Tamanho da Amostra de Terra), área de segurança determinada pela ANAC, ponto de decolagem e pouso do drone, a partir desses parâmetros são gerados os resultados da quantidade de fotos, tempo de disparo da foto, percurso e tempo de voo.

O planejamento de voo ou usualmente dito plano da missão nada mais é que o planejamento do levantamento de campo em si, portanto é de suma importância o conhecimento básico desses parâmetros fotogramétricos, para não obter erros durante a execução no levantamento de campo, e se obter algum erro nesta etapa todo o seu trabalho será jogado fora.

– Execução do levantamento com Drone

Ao realizar o levantamento com o drone primeiramente é importante executar um bom plano de missão, ter o conhecimento da autonomia de voo da aeronave, tempo da bateria e o tipo de sensor da câmera embarcada, isso tudo deve ser levado em consideração para que o levantamento seja bem executado e não causar transtornos com a aeronave.

Em determinados trabalhos, são recomendados que não realizem voos com muita incidência de ventos e sombras, pois isso pode prejudicar a interpretação na imagem e eventualmente com o vento forte derrubar seu drone.

Para um trabalho mais preciso, o uso de pontos de controle é indispensável, isso proporciona confiabilidade nos resultados gerados apurando o produto final.

Evite pousos bruscos com seu drone/vant, isso provoca descalibração da câmera, acarretando erro sistemático para o produto final, além de danificar a aeronave.

– Processamento de imagens aéreas do Levantamento com Drone

O processamento das imagens gera a ortofoto, mosaico e ortomosaico. A ortofoto é o produto gerado a partir da transformação de uma foto original em uma foto onde os deslocamentos devido ao relevo e a inclinação da fotografia são eliminados, ou seja, uma correção geométrica nas fotos, este processo é conhecido como ortorretificação. O mosaico é o agrupamento das fotos em relação a sobreposição. E a ortomosaico é um mosaico constituído pelas ortofotos.

Hoje em dia no mercado, existem diversos softwares de processamento de imagens aéreas, procure utilizar os que possuam ferramentas completas, de interface simplificada e dinâmica, pois o que muda nesses programas é a qualidade final do produto.

Além disso, busque realizar treinamentos e consultorias do software que está utilizando e que será utilizado, pois assim, você pode desfrutar de todos os recursos que o programa te oferece.

– Produto final do Levantamento com Drone

A partir do ortomosaico são gerados os modelos digitais da superfície e do terreno, e assim aplicando um pós-processamento resultam em diversos produtos, tais como, nuvens de pontos, variação da declividade, a hipsometria, o NDVI, falhamentos em plantios e entre outros.

Para obter um produto final de qualidade é necessário seguir todas essas dicas. Os drones são equipamentos poderosíssimos que oferece uma infinidade de serviços em diversas áreas. Trabalhar com este equipamento demanda conhecimentos específicos, que se praticados, você alcançará todos os objetivos dos serviços prestados com qualidade e excelência.

 


Serviços de Vant: O veículo aéreo não tripulado (VANT) é uma aeronave operada sem a presença de operador a bordo, ou seja, controlada remotamente, e não possui tripulantes e passageiros. As palavras Drone e RPA (Aeronave Remotamente Pilotada), são termos referente a uma aeronave do tipo VANT.

O uso do VANT hoje em dia, vem ganhando mais espaço na área da agrimensura. Realizar serviços com o VANT é tornar o mapeamento de médio, pequeno e micro formato mais eficiente, pois otimiza o trabalho dos profissionais que buscam uma boa qualidade e agilidade na captação de dados geográficos.

Os principais componentes de um Vant são: sensor de imageamento, o receptor GNSS e o sistema inercial (IMU). O sensor de imageamento nada mais é que uma câmera de resolução elevada, podendo ser um sensor passivo (sistemas fotográficos) ou ativo (radar e laser). O receptor GNSS, é o equipamento que coleta as coordenadas para georreferenciar as imagens. E o inercial, que é um equipamento que permite medir os parâmetros de aceleração linear, e a velocidade angular dos 3 eixos tridimensionais (ω,φ,κ) de uma aeronave, possibilitando assim uma melhor precisão dos dados.

Atualmente, os Vants estão sendo fabricados com a tecnologia receptor GNSS RTK (Real Time Kinematic), o que torna o produto final mais preciso e confiável. Com esse novo método, não é necessário utilizar os pontos de controle, e também proporciona que o plano de voo e o software de controle se conectam com a base, transmitindo um sinal de correção para o rover a bordo da aeronave.

São inúmeros os tipos de serviços de Vant aplicados na área da agrimensura. Os serviços são: atividades agropecuárias (falha em plantio, monitoramento da saúde das plantações, contagem de gados e entre outros), modelo digital de superfície (MDS), modelo digital de terreno (MDT), mapeamento de imagens 3D, cálculo de volume, monitoramento de estruturas, monitoramento meteorológicos, monitoramento de risco naturais, combate ao incêndio, inspeção de plataformas de petróleo, dentre muitos outros usos que já existem ou ainda estão por vir.

Neste contexto, o agrimensor do futuro traz para você 3 áreas que utilizam serviços do Vant.

– SERVIÇOS DE TOPOGRAFIA

A Topografia nada mais é que determinar o contorno, dimensão e posição relativa de uma porção limitada da superfície terrestre. Otimizar e agilizar a coleta de dados da superfície terrestre sempre foi um desafio para os estudiosos, e hoje, com o auxílio do Vant na topografia, isso se tornou possível.

A diferença entre a topografia clássica e a topografia com o auxílio do Vant, está no método de aquisição de dados. Enquanto a aquisição de dados da topografia clássica é realizada com os equipamentos, nível, estação total e receptores GNSS, a aquisição de dados da topografia com Vant é realizada com sensores de imageamento aerotransportados.

Quando referimos serviços topográficos utilizando um Vant, estamos falando em serviços de análise do relevo (MDT). Os principais serviços de análise do relevo são: quantificação de volumes, planialtimetria, sistematização de terrenos para corte e aterro.

Dessa forma, o produto gerado após a captação das imagens são as nuvens de pontos de alta densidade, obtidas por meio do processamento de imagens (ortoimagem) e filtragem, permitindo assim, fazer uma análise e extrair medidas.

As principais vantagens do Vant na topografia estão na redução do tempo em campo, na redução de tempo no processamento dos dados e na análise ampla das informações através da ortoimagem, tudo isso, quando comparado com a topografia clássica.

Portanto utilizar o Vant para serviços topográficos é uma boa opção para você que quer reduzir o tempo em campo e revolucionar o seu método de trabalho.

– SERVIÇOS DE SENSORIAMENTO REMOTO

O Sensoriamento Remoto é um termo utilizado na área das ciências aplicadas que se refere à obtenção de imagens à distância, sobre a superfície terrestre. Pode se dizer que, o sensoriamento remoto realiza observações de grande formato da Terra através de satélites orbitais. E com a evolução da tecnologia, é possível realizar serviços de sensoriamento remoto de pequeno e médio formato com a ajuda do Vant.

Os serviços de sensoriamento remoto com Vant, segui para o lado dos estudos de análises de recursos ambientais e agrícolas, tais como, mapeamento e monitoramento de desmatamento, recursos hídricos, riscos ambientais, riscos de incêndio, acompanhamento da plantação, monitoramento da saúde das plantas, agricultura de precisão, transmissão de energia, entre outras infinidades de serviços.

Os Vants de sensoriamento remoto são compostos por câmera multiespectral, esta possui múltiplos sensores e filtros de alta qualidade. Estes sensores são capazes de captar a luminosidade refletida pelos objetos terrestre, que são invisíveis a olho nu, e conseguem individualizar em bandas cada uma dessas cores (Red – R, Green – G, Blue – B e Infravermelho – NIR).

Entretanto, o produto gerado são bandas (imagem) com as cores captadas, que quando combinadas resultam em uma imagem de determinadas cores, que permite o estudo desses serviços.

As cores RGB, quando sobrepostas formam cores coloridas (cor natural e falsa cor), que permitem realizar análises dos objetos imageados. O infravermelho (cor não visível) possui informações importantes sobre os estados fisiológicos e da saúde da planta.

Portanto, o Vant aplicado no sensoriamento remoto é um aliado fundamental para o estudo de análise de recursos ambientais e agrícolas, pois, evita a perda da produção de cultivos, monitora áreas com risco a comunidade, uso e ocupação do solo e muito mais.

– SERVIÇOS DE FOTOGRAMETRIA

O mapeamento e monitoramento realizado com VANT nada mais é do que a legítima fotogrametria. A fotogrametria é a ciência, arte e tecnologia de obter informações de confiança sobre objetos com o uso de captação de fotografia e energia eletromagnética.

A fotogrametria teve seu início a bordo de balões, e agora está presente em aeronaves remotamente pilotadas. Os produtos gerados pelo Vant são os mesmos gerados pela fotogrametria clássica, porém de um formato menor e com menos precisão. Esses produtos são: ortofotos, modelos digitais de terreno e elevação, extração de feições por visão estereoscópica e etc.

Devemos ter em mente que, todo o produto gerado em serviços de Vant são produtos oruindo da fotogrametria.

O Vant é uma tecnologia atual que está revolucionando o mercado da agrimensura. Saber escolher a área que o Vant será aplicado é muito importante, para não gerar serviços de baixa qualidade, também vale ressaltar, que os programas de processamentos e imagens são muito complexos, e exige uma certa experiência na área, então procure se especializar antes.

Portanto, o Vant é um equipamento que permite reduzir muito tempo em campo e em processamento, aumenta a produtividade e oferece um serviço de alta qualidade para a visualização, tornando assim este equipamento muito poderoso.

Se você tem dúvidas sobre serviço de vant, deixe seu comentário para o Agrimensor do Futuro aqui embaixo!

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AVALIAÇÃO DE PRECISÃO, ECONOMIA DE TEMPO E SEGURANÇA DO DRONE NA MINERAÇÃO

Quanto tempo dura e qual o rendimento de um levantamento com VANT/Drone? Do voo aos produtos finais? Qual é a precisão do volume calculado a partir do modelo digital de terreno? Como esta técnica pode contribuir para a segurança dos inspetores? Os autores discutem estas e outras questões, enfocando as experiências adquiridas pela “Global Vision”, uma empresa com sede na África do Sul, que oferece serviços com Drone para locais de mineração na África do Sul e Namíbia.

A Global Vision desenvolveu seu próprio “Multi rotor” (Figura 1). O helicóptero tri-rotor pré-programável com seis hélices está equipado com um sistema de piloto automático DJI e uma câmera de 24 megapixels. Um GNSS embarcado que fornece estimativas das posições da imagem, que são transmitidos em tempo real através de um link de dados de 900mhz, um laptop em chão constitui a base em uma zona segura da mina (Figura 2). O Drone sobrevoa o local e captura milhares de imagens, o operador não requer habilidades especiais, o helicóptero é leve e decola automaticamente, captura imagens em um padrão de grade e volta ao seu ponto de partida com um pouso seguro. Se ocorrer qualquer problema, o Drone está programado para voar de volta ou aterrissar.

drone na mineração 1

 

MINA DE “NOOITGEDACHT”
Os testes foram realizados e examinados através do levantamento de 66 hectares da mina de Nooitgedacht que fica 10 km da pequena cidade de Northam emLimpopo, África do Sul (Figura 3). Esta estreita mina de cromo a céu aberto está sendo explorada pela empresa Andru Mining. Durante o levantamento aéreo, 721 imagens foram capturadas com um GSD de 2,24 centímetros, uma sobreposição longitudinal de 80% e uma sobreposição lateral de 40%. Um computador desktop padrão demorou 160 minutos para extrair mais de 6,3 milhões de pontos homólogos, calcular os valores de suas características, sua localização subpixel e atribuir a cada ponto homólogo seus conjugados nas sobreposições (Processo chamado de Aerotriangulação). Este passo resultou em 2,4 milhões de pontos de coordenadas 3D. O “Erro médio quadrático” (RMSE) após a aerotriangulação foi de 0,16 pixels ou 0,4 centímetros. Para criar um Modelo Digital de Superfície (MDS) de alta densidade com 18 milhões de pontos, demorou cerca de 250 minutos de processamento. Estes pontos foram filtrados e interpolados para gerar automaticamente um MDS composto de 6 milhões de pontos com um GSD de 2,24 centímetros. A geração do ortomosaico combinando as imagens originais com o MDS levou cerca de 240 minutos (Figura 4). Estas saídas foram usadas ??para gerar relatórios sobre volume, planejamento e reabilitação de mina e outras informações valiosas para a mineração.

 

PRECISÃO DE AVALIAÇÃO

Para fins de georreferenciamento preciso, 7 pontos de controle foram medidos com receptores GNSS ao longo das fronteiras da área da Nooitgedacht. Cinco pontos de controle foram usados na aerotriangulação e dois foram usados para fins de verificação (Check-Point). Após a aerotriangulação, os resíduos dos 5 pontos de controle foram menor do que 1 cm, com um RMSE (Erro médio quadrático) de 0,83 centímetros . Comparação entre as coordenadas dos dois pontos de verificação com aqueles calculados a partir das imagens revelou um RMSE de 4,8 centímetros na altitude e 2,5 cm de planimetria. Isso é menos do que o dobro do GSD, demonstrando a robustez da aerotriangulação em câmeras de pequeno formato. Para avaliar a precisão do MDS, um conjunto de dados de terreno de 3.500 pontos de grade com espaçamento de 10m foi coletado por um receptor GNSS RTK em toda a mina de Nooitgedacht. A comparação das altitudes dos pontos individuais do “MDS GNSS” com as alturas no mesmo local no “MDS Drone” revelou um RMSE de 4,9 centímetros, o que é um valor semelhante ao obtido a partir de 4,8 centímetros na verificação dos pontos de controle mencionado anteriormente, validando assim a precisão da geração do MDS. Usando o software InRoads da Bentley, os volumes do “MDS Drone” e do “MDS GNSS” foram computados e a diferença foi menor que 5%. Sem dúvida, a precisão dos pontos GNSS individuais é maior do que a precisão dos pontos do Drone. No entanto, o número de pontos de altitude na “MDS Drone” é cerca de 2000 vezes maior do que o número de pontos do “MDS GNSS”. Um espaçamento de poucos centímetros em vez de 10 metros define melhor a superfície, especialmente quando as formas são complexas. A maior densidade de pontos do “MDS Drone” resulta em uma melhor precisão do cálculo de volume, mesmo quando a precisão das alturas individuais é inferior.

ECONOMIA DE TEMPO

“Ruukki AS” é um produtor de cromo Sul-Africano. Para avaliar o tempo e, portanto, redução de custos, uma pesquisa com VANT em uma de suas minas a céu aberto foi analisada (Figura 5). O local de 2.5 km² foi levantado muitas vezes através de meios convencionais. Uma equipe formada por 2 a 4 operadores necessitam entre 7 e 10 dias de trabalho de campo para coletar as coordenadas 3D dos pontos do terreno em uma grade de 10m usando rovers GNSS. O pós-processamento em escritório dos pontos coletados leva de um a três dias. Com um VANT, a mesma área pode ser capturada em um dia por um operador transportando um VANT e um receptor GNSS (rover) para coletar de 10 a 20 pontos de controle ao longo da fronteira da área. 99% do processamento das 2611 imagens são feitos automaticamente e a geração de produtos finais requerem de um a quatro dias, dependendo do número de fotografias a ser processado e o tipo de relatório desejado. Os relatórios finais são entregues até quatro vezes mais rápidos e exige 3 vezes menos força de trabalho. Este salto de eficiência em termos de custos permite um corte de até 80%.

SEGURANÇA

Quando os inspetores andam sobre uma área para coletar as coordenadas 3D dos pontos do terreno, eles podem ter de se aventurar em lugares perigosos, como a beira de muros altos ou no topo de estoques e depósitos. O uso de um VANT aumenta a segurança do inspetor que não precisa entrar em áreas de risco e os VANTS de hoje também são muito seguros para operar.

Fonte: Revista Gim International UAS Edition – Agosto/2013

Traduzido e adaptado por:

Eng. Manoel Silva Neto (Departamento de Fotogrametria – Alezi Teodolini)

 

 

 

 


Fotogrametria com VANT é amplamente aceito como um novo método para a aquisição de dados de imagens espaciais. As principais oportunidades de negócios se encontram claramente em projetos que são pequenos demais para ser de interesse para plataformas em aeronaves e helicópteros e grande demais para mapeamento em campo. No entanto, a realização de operações VANT rentável e com resultados de alta qualidade é bastante exigente. No final do dia, o cliente final a pagar não está realmente interessado em saber se os dados foram produzidos usando VANT ou métodos mais tradicionais, a qualidade dos dados é tudo que importa. Este artigo centra-se em temas de produtividade do mapeamento com VANT, lançando luz sobre os desafios práticos da operação e processamento de dados VANT.

O Veículo Aéreo Não Tripulado (VANT) no mercado de mapeamento hoje está dividido em três grupos principais: os fabricantes, fornecedores de tecnologias de processamento de dados e operadoras aéreas que voam os sistemas para atender às necessidades dos clientes finais. Embora haja alianças entre fabricantes VANT e provedores de tecnologias de processamento, é importante notar que cada um dos três papéis tecnológicos e prestadoras de serviços requerem diferentes know-how e processos operacionais (Figura 1) .

fotogrametria com vant

Um típico mapeamento com VANT compreende os seguintes componentes: aviões não tripulados com piloto automático (asa fixas ou rotativas), planejamento de missão e software estação terrestre com link de rádio, câmera e opcionalmente um sistema de controle de lançamento e pouso para os sistemas de asa fixa de alta velocidade (Figura 2). O software fotogramétrico é usado para processar as imagens adquiridas e gerar produtos como ortomosaicos e nuvens de ponto 3D, de modo que eles estão prontos para o uso em sistemas GIS e planejamento.

FATORES DE DESEMPENHO

O VANT é um instrumento de trabalho decisivo para um operador, o que em termos de investimento é comparável a um taquímetro robô ou um sistema de laser scanner terrestre. Há um número de sistemas comerciais para escolher. Ao planejar uma compra do sistema, o componente que tem, de longe, o maior efeito sobre os resultados do produto final é a câmera on-board. Hoje em dia, as opções vão desde câmeras de consumo de alto desempenho e Full Frame leve (35 mm) para câmeras métricas construídas especificamente para aplicações VANT. Outra opção fundamental é se irá selecionar um dispositivo de asa rotativa ou fixa. Veículos de asa fixa geralmente voam mais rápidos e são capazes de cobrir grandes áreas de interesse. Enquanto isso, os sistemas de asas rotativas normalmente têm velocidade de cruzeiro mais baixa, mas são capazes de operar em espaços limitados e em áreas urbanas sem problemas.

Há uma série de características de design que têm um impacto direto sobre o desempenho operacional e, portanto, sobre a produtividade de um VANT. Desde que o sistema deve ser adequado para operação de uma pessoa, a fim de reduzir os custos operacionais geralmente pela metade, o projeto do sistema está sendo forçado para a simplicidade. Além disso, os operadores devem ser capazes de controlar um VANT manualmente no ar – não só para cumprir os requisitos legais por parte das autoridades competentes, mas também como um importante recurso de segurança no caso de falha mecânica ou de tráfego aéreo inesperado.

Uma missão de mapeamento usando sistemas leves pode ser iniciada com um lance manual, sistemas mais pesados ??precisam de um sistema lançador, um trade-off ¹ entre a simplicidade de operação e hardware adicional permitindo maior capacidade de área. Carcaças de sistema mais leve, geralmente podem ser desembarcadas manualmente em um espaço pequeno. Enquanto isso, um sistema mais pesado deve ter uma opção de paraquedas de pouso, para pousar um VANT de barriga pode exigir um monte de espaço aberto , que nem sempre podem ser fornecidos, e exponha a câmera sensível a choques repetidos durante os pousos.

¹ Trade-off: é uma expressão que define uma situação em que há conflito de escolha. Ele se caracteriza em uma ação econômica que visa à resolução de problema, mas acarreta outro, obrigando uma escolha. Ocorre quando se abre mão de algum bem ou serviço distinto para se obter outro bem ou serviço distinto.

PRODUTIVIDADE

No que diz respeito à produtividade, o componente mais importante é o piloto automático e seu software de controle. O software deve permitir planejar simultaneamente missões de área maior, que pode ser coberto com vários voos, que se sobrepõem. A forma de uma área de interesse deve ser definida livremente. Por exemplo, uma missão de mapeamento que se estende por um corredor de vários quilômetros de comprimento pode ser possível em apenas um voo, ou pode exigir a divisão da área em vários voos sobre uma série de áreas retangulares. Isso significa que um operador pode ter que gastar muito mais tempo na área e completar uma missão em diferentes condições climáticas e tipos de luz.

Há diferenças na forma de aperfeiçoar os planos de voo e isso tem uma influência direta sobre os tempos efetivos de voo. Por fim, através do controle de disparo da câmara com base na distância que o chão vai avançado, em vez de basear em um intervalo de tempo constante, é possível eliminar os efeitos da cabeça/caudas de vento sobre a imagem sobreposta.

Um operador geralmente prepara uma missão VANT no escritório antes de viajar para a área. Restrições de espaço aéreo e os obstáculos devem ser verificados com antecedência, e os padrões de voo que cobrem as áreas de interesse devem ser preparados usando software de planejamento de missão. Os voos reais podem ser realizados quando as condições meteorológicas permitem: não muito vento, não muito chuva e luz suficiente para a câmera operar a uma velocidade de obturador baixa. Um operador também deve ter o software para verificar os dados capturados no campo, a fim de monitorar se a área de interesse está sendo coberta, se a qualidade da imagem é satisfatória e se as sobreposições das imagens aparecem como planejado.

OPÇÕES DE PROCESSAMENTO DE DADOS da fotogrametria com vant

Há uma clara necessidade de duas opções de processamento de dados diferentes: um para a produção de mosaicos rápidos com a chamada precisão GIS e outro para gerar resultados de alta precisão para a indústria de levantamento mais exigente. Soluções Mosaico suprem várias necessidades do cliente final, em muitos aspectos, que representam o grande potencial de negócios de aplicações de mapeamento VANT fora da indústria da fotogrametria tradicional. É necessário soluções de software para este campo para produzir resultados rapidamente e automaticamente. Precisão, integralidade e resolução espacial do resultado final normalmente é apenas uma consideração secundária para os clientes finais, e as falhas geométricas podem ser visíveis, especialmente em áreas florestais e construídas.

Em contraste, a indústria do levantamento está acostumada a servir os clientes profissionais que necessitam de garantia de qualidade controlada e propagação de erros. Há dois aspectos da qualidade que afetam a saída: precisão e confiabilidade. Precisão descreve a compatibilidade do produto em relação a todos os quadros de referência, tais como os pontos de controle. Confiabilidade refere-se à quão sensível a saída e a erros de sistema, tais como deformações de imagem não compensadas, erros, etc.

ASPECTOS DE QUALIDADE da fotogrametria com vant

Mas como a qualidade pode ser expressa ao cliente final?

Tradicionalmente, uma série de indicadores de qualidade estatísticos é utilizada, tais como resíduos, desvio padrão, erro médio quadrático etc., documentados com listagens alfanuméricos. O problema é que relativamente poucas pessoas podem interpretar as estatísticas de forma eficaz. Uma forma mais intuitiva para comunicar a qualidade é a utilização de gráficos extensivamente, juntamente com dados numéricos (Figura 3). Deve ser possível para um profissional avaliar o nível de qualidade sem precisar de um diploma em fotogrametria.

fotogrametria com vant

As amostras mais comuns sobre fotogrametria com vant tendem a se concentrar em questões de precisão. A comunicação da qualidade permite que um operador demonstre a qualidade dos dados transmitidos. Assim, os critérios de aceitação do projeto podem ser definidos implicitamente e todos tem a garantia de obter as suas contas pagas. Existem desafios específicos relacionados com o VANT como o desempenho do software de processamento de dados. Uma plataforma VANT é bastante instável gera blocos de imagens de diferentes qualidades, incluindo diferenças significativas na escala da imagem, inclinações, orientação da câmera e dados de orientação exterior inicial impreciso. Como consequência, o processamento de dados VANT é mais exigente do que o processamento de blocos de aeronaves tradicionais. Para fazer o trabalho com blocos VANT, portanto, requer um poderoso software que combina os melhores algoritmos de engenharia de imagem, fotogrametria e de visão de computacional.

Quando o desempenho da câmera permite, é preferível para capturar imagens em formato RAW em vez de comum JPEG. As imagens RAW oferecer maior poder de resolução e precisão, armazenando milhares de tons de cinza por pixel em vez do intervalo JPEG de 0-255. No entanto, os blocos de processamento UAS tende a levar tempo. Uma solução prática é explorar placas gráficas poderosas e mais baratas de jogo (GPUs) em um PC, aumentando a velocidade de processamento por um fator de 20-50 por cartão instalado.

Nuvens de pontos 3D detalhadas parecem ser de particular interesse para os consumidores finais, uma vez que os dados podem ser utilizados para inúmeras aplicações de cálculo de volume e para gerar ortofotos verdadeiras. Os clientes finais são muitas vezes interessados ??em saída de dados mais refinados, tais como superfícies do terreno (MDT) ou camadas de dados classificados derivados de um MDS. Softwares de manipulação de nuvem de pontos e MDT tais comoTerrascan de Terrasolid, podem ser utilizados para este fim como cortes transversais e de visualização, por exemplo, (figura 4).

fotogrametria com vant 3

Hoje, um operador de VANT pode escolher entre softwares licenciados e serviços em nuvem como opções de processamento de dados. Como as necessidades dos clientes variam as duas opções são bem-vindas, serviços em nuvem é indicado para os operadores com menos conhecimento em fotogrametria, embora seja natural para fotogrametristas profissionais escolherem a opção de software. Em ambos os casos, o software de processamento de dados VANT, ou serviços, deve proporcionar um funcionamento automático, capacidade de enfrentar os desafios de blocos VANT específicos, fornecerem um meio de qualidade controlada e ser capaz de processar rapidamente milhares de imagens.

PRECISÃO DOS DADOS

Há quatro aspectos principais, que têm a maior influência sobre a precisão dos dados: o número de pontos de controle, consistência do bloco fotogramétrico, qualidade de imagem e câmera óptica. Quando os pontos de controle na área de interesse estão distribuídos uniformemente, a precisão absoluta sobre esta área pode ser controlada. Sobreposições de imagem adequadas (70/70 %) para compensar a instabilidade da UAS como uma plataforma de imagem e tornar a solução matemática mais rígida. Mais uma vez, boa qualidade de imagem é essencial. Câmeras de consumo não foram construídas para operações de câmeras métricas, e a instabilidade do sistema óptico pode causar deformação variável. Qualquer deformação reduz drasticamente a precisão e deve ser compensado com a calibração da câmera, ou com a calibração de laboratório ou com auto-calibração durante o processamento de dados. Com tudo, com a triangulação aérea é possível alcançar uma precisão absoluta de 0,5 pixel de GSD em X e Y e 1 pixel de GSD em Z.

CONCLUSÕES

Como um método de aquisição de dados de imagens aéreas o mapeamento com VANT é capaz de fornecer resultados de alta qualidade para a indústria de pesquisa profissional. Qualidade não é fácil, requerem hardware e software avançados, operadores qualificados e missões de mapeamento cuidadosamente executadas. Controlar a qualidade ao longo de todo o processo de produção aumenta a produtividade, ajuda a reforçar a confiança no método de mapeamento com VANT e promove a venda do projeto.

Fonte: Revista Gim International UAS Edition – Agosto/2013

Traduzido e adaptado por:

Eng. Manoel Silva Neto

 

 


Já abordamos aqui em nosso blog detalhes de “Como realizar um voo devidamente regulamentado”, para acessar este post basta clicar neste link: http://migre.me/ikiSy. Assim como os carros, os drones também possuem uma legislação que regulamenta e garante a organização e segurança no uso desta técnica, muitos usuários e algumas empresas que comercializam este equipamento não dão importância para esta questão principal, que deve ser o primeiro ponto a ser analisado por um usuário quando decide comprar um VANT. Ao infringir a regulamentação vigente o Código Brasileiro Aeronáutico estabelece para caso de infrações penalidades que vão desde multa até cassação de certificados e habilitações e apreensão. Em novembro de 2012, a agência aumentou o teto da multa por infrações aéreas para R$ 20 milhões.

Portanto, para garantir a integridade da sua empresa e resguardar o investimento relativamente alto que foi realizado, é de extrema importância conhecer e seguir esta regulamentação, a tecnologia VANT cresceu de uma maneira tão rápida que a legislação não foi capaz de acompanha-la, isso não é só Brasil, é uma realidade mundial, ainda há um longo caminho a ser percorrido, porém, o Brasil está caminhando em conjunto com o cenário mundial, já estabeleceu algumas normas, regulamentou dois modelos nacionais para pesquisa e desenvolvimento que é caso das aeronaves da empresa brasileira Xmobots, localizada em São Carlos – SP.

Durante o 2º Workshop promovido sobre o tema nos dias 19 e 20 de fevereiro em São José dos Campos – SP o objetivo foi debater uma proposta para operações não experimentais de aeronaves remotamente pilotadas e discussão da proposta junto aos interessados do setor, ou seja, definir algumas regras para o uso comercial desta técnica.

“A proposta apresentada pela Anac é extremamente simplificada e vai facilitar a operação de vants de até 25 quilos em relação a exigências como manuais e treinamentos de pilotos. As empresas terão mais facilidade para vender e operar comercialmente, fazendo filmagens aéreas, alugar para uso. Antes isso não era permitido”, afirma Antonio Castro, presidente do comitê da Associação Brasileira das Indústrias de Materiais de Defesa e Segurança (Abimde).

Segundo a ANAC esta regulamentação entrará em vigor até o final de 2014, isto mostra uma grande evolução no cenário nacional e como esta técnica com certeza será tendência futura nas geotecnologias, para ter acesso às palestras que foram utilizadas neste workshop basta clicar neste link abaixo:

http://download.hezolinem.com/download/fotogrametria/vant/2_workshop_rpas.rar

Se você tiver alguma dúvida ou alguma informação que poderá enriquecer o nosso post, por favor, deixe um comentário que nós responderemos o mais rápido possível, nos vemos no próximo post.

Por Eng. Manoel Silva

Manoel Silva Neto

 

Referências:

http://g1.globo.com/brasil/noticia/2013/09/anac-e-policia-federal-investigam-voos-ilegais-de-drones-no-pais.html

http://mundogeo.com/blog/2014/02/25/anac-apresenta-proposta-de-regulacao-de-drones/_

 

 


Desde o surgimento dos VANTs (Veículos Aéreos Não Tripulados) na comunidade de geotecnologias, uma pergunta é unanime em meio aos usuários, é possível gerar produtos cartográficos? É possível realizar topografia com vant? A maior dificuldade em responder essa questão era a limitação dos softwares quanto à edição e controle de qualidade dos dados. Grandes empresas entraram para este ramo, como a grandiosa Trimble, que em abril de 2012 comprou a fabricante de VANT Belga Gatewing.

As novidades não param por ai, a Trimble é mundialmente conhecida na comunidade de fotogrametria por comercializar sua poderosa estação fotogramétrica Inpho, em janeiro de 2014, a empresa lançou seu mais novo módulo para processamento de dados VANT o UAS Master, este software herdou o estado-da-arte do seu “pai” Inpho e foi implementado os recursos mais sofisticados de visão computacional, o resultado? Um software rápido e totalmente otimizado, que permite gerar produtos cartográficos precisos, dando todo o apoio para um usuário fotogrametristas ter o domínio sobre o controle de qualidade e para um usuário comum ter um crescimento gradativo na familiarização com este software.

O departamento de fotogrametria da Alezi Teodolini apresenta no vídeo a seguir uma breve apresentação das ferramentas oferecidas por este software e apresenta como resultado final a famosa topografia com VANT, para a geração deste produto foi utilizado o software UAS Master para realizar a aerotriangulação, extração automática do MDS (Modelo Digital de Superfície) e extração automática do MDT (Modelo Digital de Terreno), para geração das curvas de nível foi utilizado um módulo do software Inpho chamado DTM Extension, este software oferece poderosas ferramentas automatizada para a manipulação de MDT, a partir deste módulo foi extraído as curvas de nível de terreno com um espaçamento de 50 cm, lembrando que este espaçamento fica a critério do usuário. Para a visualização e comparação dos resultados exportados no formato “las” (formato de dados gerados a partir de Laser Scanner) foi utilizado o software Global Mapper v. 13, por ser um software simples e leve proporcionou uma apresentação didática dos produtos gerados.

Clique no link abaixo e veja o tutorial: 

http://www.youtube.com/watch?v=PkQkD1AMsps&feature=c4-overview&list=UUxSUgwcjUkd66KB7xq8zHtQ_

Em relação à precisão do MDT e das curvas de nível, estes estão ligados diretamente ao resultado da aerotriangulação do bloco fotogramétrico, ao final deste procedimento o software gera um relatório completo exibindo todos os dados estatísticos para o bloco, incluindo o RMS que derivado das siglas em inglês significa Erro Médio Quadrático, este é o indicador da acurácia do seu produto final.

topografia com vant
Figura 1 – RMS resultante do ajustamento do bloco executado pelo software UAS Master.

No nosso próximo vídeo tutorial faremos uma integração das curvas de nível gerada através do VANT com o software DataGeosis, software desenvolvido pela Alezi Teodolini para processamentos de dados topográficos, continue acompanhando o nosso blog, semanalmente publicaremos novidades sobre fotogrametria, VANT, topografia com vant, e mais!

Eng. Manoel Silva Neto

 

 

 


Os Veículos Aéreos Não Tripulados (VANT), conhecido pelo público em geral como “Vants” ou “Drones”, principalmente em um contexto militar, têm provado a sua adequação para uma ampla gama de tarefas relacionadas ao o uso civil, como mapeamento de áreas de risco, prevenção de inundações e segurança rodoviária. Eu não estou ciente de qualquer outra geotecnologia que se tornou tão popular entre tantos operadores em um curto espaço de tempo, como o VANT. Por que tantos profissionais tão impressionados? O maior valor para os Agrimensores/Cartógrafos/Topógrafos é a capacidade de revisitar locais tão facilmente. A mesma cena pode ser capturada, todos os dias, a cada semana, a cada mês, ou quantas vezes a tarefa exigir. A facilidade de revisita permite o monitoramento rápido de diques, dunas, deslizamento de terra, construção civil, mina a céu aberto, colheitas, inundações, uso da terra, eventos e muitos outros objetos feitos pelo homem. A localização da área é irrelevante, se ele está localizado abaixo do nível do mar, em desertos ou no alto das montanhas, os vants podem fazer o trabalho. Alguns operadores de campo têm que operar em pedreiras e minas, andando sobre pilhas de resíduos perigosos ou colocando seus bastões em locais cercados por máquinas pesadas.

 

O VANT evita as visitas pessoais nessas situações perigosas, evitando assim possíveis acidentes e riscos à saúde. Adicione a isso o baixo custo de aquisição e operação, bem como a facilidade de uso, sem comprometer a precisão e zelo dos operadores. De fato, o nível de precisão possível ao utilizar vants é semelhante ao de imagens captadas no levantamento convencional, tanto em solo ou por uma câmara a bordo de uma aeronave convencional tripulada. As aeronaves podem ser divididas em dois grandes grupos: asas fixas e multirrotores. Ambos são facilmente portáteis, mas os de asas fixas podem ficar no ar por mais tempo, resistem à força de ventos mais elevados e capturam grandes áreas por voo. Multirrotores são melhores manobráveis e só precisa de um pequeno espaço para o lançamento e o pouso. A rápida ascensão e a crescente popularidade do VANT surgiram a partir de uma convergência, uma vez em cada década de coincidências felizes. Os micros eletrônicos, piloto automático, baterias de alta capacidade, materiais que são super-resistente e leve, comunicação sem fio, câmeras compactas digitais, software de processamento de imagem, a miniaturização de receptores GNSS e sistemas inerciais (INS), e assim por diante, todas estas novidades reforçam as outras e tudo se encaixou.

O software fotogramétrico de hoje suporta alta automação de todo o ciclo, desde o planejamento de voo, calibração precisa de câmeras de pequeno formato e aero- triangulação até a criação de DEM (MDE – Modelo Digital de Elevação) e ortomosaico bem como a sua junção: paisagens virtuais em 3D em que um operador pode colocar um cursor, como se fosse um bastão , coletando muitos pontos de terreno a partir do conforto do escritório. Levantamento de campo só é necessário quando o projeto exige uma alta precisão no georreferenciamento, para isto, é realizada a medição de cerca de meia dúzia de pontos de controle uniformemente distribuídos ao longo das fronteiras da área com um receptor GNSS de alta precisão (coordenadas a um nível milimétrico). O projeto completo, a partir de planejamento do voo até o produto final, pode ser realizado em apenas um ou dois dias.

Todos os itens acima soam maravilhoso, não é? Existem dificuldades? Lançamento e voo estão sujeitos às mesmas normas autoritárias que os veículos aéreos tripulados: licenças devem ser concedidas, não importa o quão pequeno avião ou helicóptero é. No entanto, os EUA e a Europa estão trabalhando em regras para abrir os seus céus para VANTS em tarefas civis em 2015 e 2016, respectivamente. Outra barreira é a desconfiança dos cidadãos e dos sentimentos de desconforto sobre a intromissão do governo na vida privada: “Big Brother está vigiando você”. É verdade: a maioria das tecnologias de geomática foram desenvolvidas inicialmente para fins militares. Mas a história tem mostrado que o que pode ser utilizado para a violência também pode ser usado para um bem maior. Organizações como ISPRS (Sociedade Internacional de Fotogrametria e Sensoriamento Remoto) e FIG (Federação Internacional de Geômetras) poderia desempenhar um papel importante na criação de consciência do enorme potencial do uso pacífico que os “drones” oferecem, abordando o público, os tomadores de decisão e os políticos em gerais.

Fonte: Revista GIM International edição especial de VANT, lançada em agosto de 2013.

Autor do texto: Dr. Ir. Mathias Lemmens *

* “Editor sênior da GIM Internacional , possui um cargo na “Delft University of Technology” na Holanda e trabalha como consultor internacional e consultor técnico especializado nas áreas de sensoriamento remoto, fotogrametria, Lidar e GIS, focando principalmente em países emergentes em desenvolvimento. Geodesista por formação, ele tem mais de vinte e cinco anos de pesquisa, docência e experiência em consultoria.”


 

A Sociedade Internacional de Fotogrametria e Sensoriamento Remoto (ISPRS) é uma das organizações líderes no setor de geomática e tem uma parceria de longa data com “GIM International”. Confira a entrevista com Christian Heipke, secretário-geral da ISPRS, que compartilhou seus pontos de vista sobre o papel cada vez maior de veículos aéreos não tripulados (VANT), um grande desenvolvimento na aquisição de dados no momento e sobre sensoriamento remoto. Christian Heipke também é membro do Comitê Científico do “UAV-G 2013”, em Rostock, na Alemanha, uma conferência que incide sobre veículos aéreos não tripulados em geomática.

Uma das principais e mais recentes desenvolvimentos na fotogrametria é o surgimento de sistemas aéreos não tripulados. O que você acha de toda a exposição que os VANTS estão recebendo hoje em dia?

Eu acredito que o desenvolvimento do VANT é muito positivo para a nossa comunidade: em primeiro lugar, aumenta as possibilidades de captura remota de dados, sequências de imagens, dados de varredura a laser, temperaturas, concentração de gases, etc. e assim, dá às pessoas que utilizam esta tecnologia profissionalmente uma vantagem competitiva. Em segundo lugar, quando você tem o controle sobre a sequência completa de aquisição , processamento e distribuição de informação geoespacial, você tem mais confiança nesta tecnologia, especialmente se você não é um especialista em geomática. Além disso, os VANTs aproveitam a cobertura considerável da mídia que ajuda a nossa indústria. E, finalmente, há um aspecto divertido entre os VANTs e as pessoas que gostam de brincar com esses dispositivos que mais uma vez dá a nossa indústria uma imagem positiva, e pode até mesmo ajudar a atrair mais estudantes para o nosso campo.

Quais aplicações relacionadas à geotecnologia são suscetíveis de se beneficiarem com o uso dos VANT?

Como uma plataforma do tipo VANT, estamos falando em fotogrametria que fecha a lacuna entre a imagem terrestre e aérea. O VANT é muito mais fácil de empregar que o de aeronaves, e pelo menos para pequenos projetos é muito mais econômico. As aplicações possíveis incluem arqueologia, agricultura de precisão e mapeamento de pequenas áreas em geral. Se o monitoramento é parte do trabalho e da área deve ser revista com frequência, por exemplo, na documentação de um canteiro de obras ou ao monitorar engarrafamentos ou eventos desportivos, este é, naturalmente, um bônus adicional. Pode-se também imaginar um VANT sendo equipado com uma câmera térmica para detectar fugas de calor em plantas industriais. Na gestão de desastres, é claro, as equipes de resgate podem se beneficiar do uso do VANT para obter rapidamente uma visão geral da situação, e aplicações de segurança também pode lucrar com os VANTs.

Qual será o papel do VANT para modelar o ambiente construído em 3D?

Uma vez que o ambiente construído é naturalmente uma área onde muita mudança acontece, o monitoramento é uma tarefa importante. O VANT pode ser usado para verificar se um banco de dados do bairro é completo e atualizado, comparando seu conteúdo com imagens VANT, ou para a aquisição de imóveis recém-construídos, anexos, etc. Como mencionado anteriormente, as imagens oblíquas tiradas de um VANT também pode ser usado para processar o modelo 3D da cidade para fins de visualização.

Existem grandes obstáculos que bloqueiam o caminho para o VANT se tornar uma tecnologia fotogramétrica estabelecida?

Em termos de tecnologia, a energia é um dos fatores mais limitantes hoje. As baterias são muito pesadas, assim os VANT só podem ficar no ar por um período relativamente curto de tempo. Para VANT de asa rotativa, como quadricopteros e octacopteros, bem como para alguns sistemas de asa fixa, o vento e o clima pode ser outro fator limitante, sobrevoar em condições meteorológicas adversas não é aconselhável. No lado não técnico, as licenças de voo geralmente são difíceis de obter por razões de segurança e privacidade de dados, pode se tornar um problema, como foi o caso do Google Street View em alguns países. Mas com planejamento adequado, essas questões não deve ser um obstáculo real para projetos fotogramétricos.

A legislação é um problema quando se trata de uma implementação mais ampla do VANT no setor de geomática. Que desenvolvimentos você prevê, em termos de aspecto legal?

Vejo duas questões aqui: privacidade de dados e segurança técnica. Quanto à privacidade dos dados está em pauta, é preciso regras claras, de preferência, não só a nível nacional, em quais estados e em quais circunstâncias o uso de um VANT é permitido. Uma maneira de aumentar a aceitação pública pode ser para permitir que as pessoas que sentem que estão sendo observadas por um VANT de passagem. Eles poderiam, por exemplo, enviar uma mensagem a partir de seu telefone celular para saber que tipo de dados a aeronave está capturando. Eles também poderiam pedir para ter um fluxo de vídeo online transmitida para o seu dispositivo local, para que eles possam verificar se há ou não a sua privacidade está sendo infringida. Essa comunicação bidirecional com um VANT desconhecido pode parecer irrealista, mas a tecnologia de hoje faz com que isso seja viável. Quanto à segurança está em pauta, é preciso desenvolver os sistemas a um nível que os acidentes se tornem muito improváveis. Controle de tráfego aéreo pode servir como um modelo a seguir nesta questão. Devemos atentar, é claro, que os acidentes ainda vão acontecer, assim como acontecem no tráfego aéreo tripulado. O desafio é fazer com que os VANT sejam seguros o suficiente para que o nível de risco torna-se aceitável

A resolução espacial de imagens de satélite de hoje é 41 centímetros, embora este valor seja efetivamente 50 centímetros devido a restrições do governo dos EUA em imagens civil. A tendência é uma resolução cada vez maior. Será que tais imagens eventualmente podem tornar-se um concorrente para aerofotogrametria?

A resposta é um sim claro. Em uma resolução no solo de 50 cm, já vemos uma forte concorrência. Claro, a mecânica celeste não pode ser derrotada, os satélites devem seguir suas órbitas. Por isso, hoje em dia, as imagens de espaço não pode ser efetuada com a mesma flexibilidade que as do ar. Mas esta situação pode mudar, uma vez que temos acesso a constelações de satélites, e estes começaram a aparecer nos últimos anos. “RapidEye” com cinco satélites com média resolução e o sistema francês “Pléiades” com dois satélites de alta resolução são apenas os dois primeiros exemplos. Por outro lado, existe uma necessidade clara de resolução do solo ainda mais elevada para muitas aplicações. Muitas das imagens aéreas adquiridas hoje têm um tamanho de pixel no terreno de 10 centímetros ou menos. Assim, parece que ainda haverá um mercado tanto para o satélite e imagens aéreas em um futuro próximo.

VANTs podem operar de forma autônoma, como resultado de plano de voos digitais, enquanto o software de hoje permite a geração automática de modelos digitais de elevação e ortoimagens. Como as estações fotogramétricas digitais (DPW) convencionais precisam ser adaptadas a fim de se tornar um software VANT?

A maioria das estações fotogramétricas são otimizadas em relação a blocos de imagens aéreas com direção de visualização paralela e sobreposição regular e em toda a direção de voo. No entanto os VANT produzem muito mais e muitas vezes imagens menores com bastante variação na orientação exterior e sobreposição irregular e a direção de visualização pode ser oblíqua ou nadir. A fim de lidar com tais imagens, as estações fotogramétricas devem tornar-se mais flexíveis e mais robustas, isso também vale para formatos de entrada, mas principalmente para a geração automática de valores aproximados para executar processos de correspondência e de ajuste do bloco e uma ponderação adequada de distorção durante a exploração da imagem. Além disso, a inspeção manual de imagens oblíquas é uma necessidade. Finalmente, devido ao grande número de imagens, uma de navegação livre e suave através de diferentes modelos estéreo sem intervenção do operador é uma obrigação.

Que desenvolvimentos importantes que você prevê, em tecnologia de aquisição de dados geográficos em geral, e na fotogrametria especificamente, nos próximos cinco anos?

Acho que o que vamos ver é uma integração mais estreita entre as metodologias de aerofotogrametria close-range e imagens VANTs oblíquas são apenas dois exemplos desta tendência. Veremos também uma maior integração de diferentes sensores (câmeras ópticas, térmicas, laser scanner, etc.) para formar geo-sensores em redes e plataformas para o mapeamento móvel e aplicações robóticas. Em uma nota mais geral, o crowdsourcing¹ e mapeamento da comunidade são alternativas muito interessantes para a aquisição de dados tradicionais. No caso do pós-processamento, vamos ver mais e mais automação para aquisição de dados de vetoriais, atualizações e monitoramento. Orientação do sensor, criação de superfície e geração de ortofotos já são automatizados, a classificação e interpretação de imagens vão seguir o mesmo caminho no futuro. A necessidade é , em parte, devido à enorme quantidade de dados que estão sendo adquiridos todos os dias, acho que dos muitos satélites em órbita , e quantos milhões de imagens estão sendo enviados para a web todos os dias. Automação é a única maneira de processar esse volume cada vez maior de imagens. Processamento em tempo real é outra tendência que vai se tornar mais importante. Eu já mencionei desvio de obstáculos, que por sinal também é importante nas campanhas do VANT, mas muitas tarefas de monitoramento exigem resultados rápidos também. Geoinformação para uso pessoal, tais como a navegação de pedestres e serviços baseados em localização personalizadas são outra força motriz em nosso campo. Todas essas tendências são naturalmente governadas pelo desenvolvimento da internet, e padronização ecomputação ubíqua² se tornará cada vez mais importante.

¹ Crowdsourcing é um modelo de produção que utiliza a inteligência e os conhecimentos coletivos e voluntários, geralmente espalhados pela Internet para resolver problemas, criar conteúdo e soluções ou desenvolver novas tecnologias, assim como também para gerar fluxo de informação.

² Computação ubíqua  ou computação pervasiva: é um termo usado para descrever a onipresença da informática no cotidiano das pessoas.

Os VANT foram chamados de exagero por algumas pessoas na indústria da geomática. Essas pessoas eram muito céticas, eles deveriam agora admitir que a revolução dos VANT já começou?

Eu acredito mais na evolução do que na revolução. Como em muitos outros campos , uma vez que uma nova e promissora tecnologia ou tendência surge, há sempre algumas pessoas que acreditam que ele vai resolver todos os problemas atuais. Claro, os VANT não, mas eles têm um grande potencial para preencher a lacuna entre a pesquisa aérea e terrestre. No momento, fonte de alimentação e tempo de voo, portanto, é limitado, VANT são sensíveis ao vento, e uma série de questões jurídicas aguardarem uma solução. Mas os VANT são muito bons e muito promissores a serem seriamente prejudicados por esses problemas, pois eles vão encontrar seu caminho em prática como uma tecnologia complementar de aquisição de dados no campo da geomática._


Têm sido muito utilizado as imagens aéreas na agricultura de precisão, o monitoramento de safras a partir de imagens possibilita a aquisição de dados da área das lavouras, desde a fase do plantio até a fase da colheita. Tais informações são úteis para o manejo e monitoramento de safras, bem como na gestão e logística da produção, com isso há um grande aumento na produtividade, diminuição de investimentos e consequentemente aumento dos lucros.

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Figura 1 – Imagem do satélite IKONOS, GSD de 4 metros. “Direitos autorais Space Imaging 2000”

É comum a utilização de imagens provenientes de satélites, porém esta técnica possui alguns inconvenientes como uma baixa resolução temporal, ou seja, o período de revisita do satélite é de semanas, os poucos que possibilitam revisitas de alguns dias, oferecem produtos caros, devido a grande altitude dos satélites, as imagens oferecem uma baixa resolução espacial (na ordem de metros), impossibilitando alguns serviços com um alto nível de detalhamento como a identificação de falhas no plantio. Para sanar estas deficiências alguns clientes recorrem à técnica da fotogrametria tradicional, porém, devido ao auto custo de viabilidade de um projeto fotogramétrico tradicional, torna-se financeiramente inviável a utilização desta técnica para áreas relativamente pequenas.

 

A tabela a seguir exibe uma comparação genérica entre as três diferentes técnicas de aquisição de imagens aéreas, esta tabela foi construída levando em consideração fatores como Condições, Tempo, Qualidade e Custos, lembrando que essas três técnicas citadas não são substituídas por ambas, cada uma delas são indicadas de acordo com a necessidade do cliente e os fatores citados, os resultados destas técnicas são totalmente satisfatórios desde que empregados de maneira correta em sua realidade. Os dados de acurácia do sistema VANT foi baseado em um recente teste realizado pelo departamento de fotogrametria da Alezi Teodolini em parceria com a equipe de desenvolvimento da XMbots, em breve será feito um novo projeto com uma altura de voo menor onde há expectativas de melhores resultados.

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Tabela 1 – Comparação genérica entre as três técnicas de aquisição de imagens aéreas.

Atualmente a grande inovação no mercado está sendo a utilização de imagens provenientes do VANT (Veículo Aéreo Não Tripulado) esta técnica veio para complementar à fotogrametria tradicional. Por fazer uso de componentes mais baratos, esta técnica abriu o leque de atuação na área, permitindo um acesso maior aos produtos como a Ortofoto. Além de fornecer imagens com alta resolução espacial (maior riqueza de detalhes) e a possibilidade de revisitas diária, esta técnica proporciona algumas possibilidades únicas como:

  • Voar abaixo de nuvens (ótimo para o monitoramento em regiões úmidas);
  • Mapeamento de áreas inacessíveis sem apoio de campo (ex. florestas);
  • Fluxo: Planejamento, execução, pós-processamento em menos de 48 horas.

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Figura 2 – Sistema VANT de médio e pequeno porte respectivamente.

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Figura 3 – Amostra de um mosaíco construido a partir das imagens tomadas pelo NAURU 500A a 100 m de altura, GSD 2,4 cm “Direitos autorais Xmobots”

Por ser uma tecnologia nova o VANT ainda causa certo receio aos usuários, porém em 2013 esta técnica teve um alto crescimento, uma das causas é o espaço conquistado nas mídias aumentando o número de usuários principalmente no ramo do agronegócio, muitas promessas hoje já são realidade. As imagens tomadas por VANT aliadas a uma boa técnica de geoprocessamento trás resultados satisfatórios acarretando a uma melhor ocupação e tratamento do solo, plantio e colheita especializados. A agricultura que é a base da economia brasileira tende a ser mais tecnológica, hoje existem diversas pesquisas e projetos voltados para esta área, o que antes era feito com imagens de satélite hoje ganhou um forte aliado.

 Por Eng. Manoel Silva Neto

 


Ortofoto é a fotografia corrigida das deformações decorrentes da projeção perspectiva central da fotografia (a fotografia é gerada pela projeção dos raios de luz no plano focal da câmara, os quais passam por um único ponto denominado centro perspectivo – CP) e das variações do relevo (que resultam em variação na escala dos objetos fotografados). A ortofoto equivale geometricamente ao mapa, com projeção ortogonal, de modo que, todos os pontos se apresentam na mesma escala. Assim todos os elementos presentes nas fotografias podem ser medidos, vetorizados e representados na forma de mapa, sendo possível à medição de distâncias, posições, ângulos e áreas, como num mapa qualquer. As grandes vantagens de uma ortofoto em relação ao mapa são a riqueza de detalhes e dados apresentados e uma visão do terreno muito mais compreensível que um mapa.

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Figura 1 – Processo de Ortorretificação.

O procedimento operacional para aquisição de ortofotos a partir do imageamento feito por VANT está representado na imagem a seguir:

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Figura 2 – Processo de aquisição de ortofoto por VANT

VANT é o acrônimo de veículo aéreo não tripulado, ou seja, é um avião que executa voos sem a presença de um piloto a bordo. Um VANT deve embarcar um receptor GPS (L1/L2) e um Sistema Inercial que permite a determinação da orientação exterior aproximada para cada imagem tomada durante a missão. Além disso, o sistema deve contemplar uma câmara digital de alta resolução para a aquisição das imagens sobre a área de interesse.

Após a execução da missão e de posse das imagens brutas da área, é feito um pós-processamento com softwares fotogramétricos, no caso de imagens tomadas por VANT, um dos softwares recomendado é o “Agisof PhotoScan Professional”, este programa permite a aerotriangulação do bloco de imagens sem complicações, a calibração de câmara é feita em serviço, ou seja, é realizada juntamente com a aerotriangulação, após a correção das distorções das lentes e da variação do relevo os produtos gerados pelo programa são: Mosaico de ortofotos e MDS (Modelo Digital de Superfície).

Tem-se ouvido muito que as precisões dos produtos são de cinco cm, lembrando que o produto é preciso, pois se utiliza de técnicas de ajustamento no processo, porém vale ressaltar que dependendo da finalidade o que importa é a acurácia, ou seja, o quanto o produto final difere de uma medida tida como verdade (real), como por exemplo, se utilizado pontos de controle e pontos de verificação no processo de aerotriangulação, esses pontos são coletados em campo com um receptor GPS de dupla frequência e precisão de poucos centímetros. Portanto a discrepância entre as coordenadas do ponto na imagem e o mesmo ponto coletado em campo é chamada de acurácia. Na aerotriangulação a acurácia é representada por um indicador chamado erro médio quadrático (EMQ), em um teste recente executado pelo suporte técnico de fotogrametria da Alezi Teodolini, o EMQ foi menor que vinte centímetros, portanto a acurácia planimétrica é menor que 20 cm. Lembrando que a qualidade do processo de aquisição dos pontos de controle e a distribuição dos mesmos no bloco de imagens influenciam diretamente na acurácia.

Esses produtos possibilitam a extração de dados planimétricos, para a extração de dados altimétricos é necessário à integração dos dados com softwares clássicos de fotogrametria como o Inpho, por exemplo, este programa possibilita a edição do MDS gerando o MDT (Modelo Digital do Terreno), com o MDT é possível extrair dados altimétricos. No caso do Agisoft a ultima atualização do programa já possibilita a exportação direta para o Inpho.

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Figura 2 – Diferença entre uma foto e uma ortofoto, repare que na “Foto” devido às distorções a base de dados SIG não coincide, já na “Ortofoto” sim.

Conforme mencionado anteriormente, a ortofoto é similar a um mapa de traço, ou seja, ela é uma base cartográfica para futuros projetos. Com essa base cartográfica em mãos o cliente pode fazer um estudo de viabilidade para a sua área de interesse como, por exemplo: mapeamento, infraestrutura, agricultura de precisão, geologia, monitoramento ambiental, catástrofes e obras, segurança pública, etc.

Por Eng. Manoel Silva Neto