Mapeamento com Drones possui vantagens e desafios a serem enfrentados. Entenda

Você sabia que é preciso de capacitação para trabalhar com Drones na área de Cartografia? Leia até o fim e veja como fazer mapeamento com Drones da forma correta

Com informações de George Longhitano

Hoje, a rápida miniaturização e redução de custos de diversos sensores de imageamento, que até então eram inacessíveis à maior parte dos profissionais, bem como a explosão de uma grande diversidade de plataformas com diferentes capacidades de atuação, podem ser considerados fatores primordiais à popularização dos Drones.

Dentre as vantagens oferecidas por estes sistemas, quando comparados aos mais convencionais – como a aerofotogrametria realizada por aeronaves tripuladas -, podem ser destacados a melhor resolução espacial das imagens e maior flexibilidade para a aquisição dos dados.

Quanto à cartografia obtida através de dados de Drones, as primeiras questões que se colocam são: “Todo mapeamento precisa ser altamente preciso? Qual a precisão que podemos esperar de um mapeamento com Drones? Quais serão os fatores que irão influenciar na qualidade final dos produtos?”.

Antes de questionarmos a precisão do mapeamento, é preciso ter em mente qual será a aplicação do projeto e seus reais objetivos, pois serão estes que irão determinar o nível e tipo de precisão necessários.

Caso uma alta precisão seja realmente necessária para atender ao objetivo do projeto de mapeamento, então a escolha dos equipamentos a serem utilizados deve ser feita com cautela e alguns detalhes precisam ser considerados no planejamento da missão.

A primeira decisão importante a ser tomada para este tipo de mapeamento é o tamanho do GSD (Ground Sample Distance) necessário ao projeto. O GSD trata-se do tamanho que uma célula de pixel representa do terreno. Ou seja, é a distância na superfície terrestre, em escala real, que é registrada em um pixel na imagem. Quanto menor for o GSD, maior é a resolução da imagem e, portanto, mais definidos serão os detalhes da mesma. O GSD é diretamente dependente da altura de voo em relação ao solo, e dos parâmetros da câmera utilizada: distância focal e tamanho do pixel no sensor. Uma vez determinado o tamanho do GSD necessário, a altura de voo poderá ser calculada e o tipo de equipamento mais adequado escolhido.

Neste aspecto, deve ser lembrado que um voo a baixa altitude (para garantir maior GSD), exigirá do equipamento a realização de um maior número de linhas no trajeto, o que consequentemente aumenta o tempo de voo.

Além da plataforma, a escolha da câmera utilizada exercerá uma influência significativa sobre o resultado. Assim, é muito importante considerar qual câmera será melhor para cumprir um projeto específico com base na resolução do pixel e sua distância focal, e sobretudo, na informação que se deseja extrair das imagens posteriormente.

Se não forem utilizados pontos de apoio, os produtos obtidos por meio de aerofotogrametria por drones estarão vinculados à acurácia posicional dos GNSS das aeronaves. A maioria das aeronaves possui apenas receptores GNSS de navegação. Os produtos obtidos, portanto, possuirão erros compatíveis com estes sistemas de posicionamento, podendo ser da ordem de 5 metros para planimetria e 15 metros para altimetria. Cabe destacar que já há drones no mercado já com receptores GNSS que podem geotagear as fotos por método RTK ou PPK, tecnologias mais precisas.

Quando utilizados pontos de apoio em campo, a acurácia normalmente será relacionada ao GSD das imagens, sendo a planimétrica dada por 1,5 vezes o tamanho do GSD e a altimétrica três vezes essa dimensão. Se, após determinado o tamanho do GSD, for constatado que a precisão global do projeto deverá ser superior a determinada por estes cálculos então o uso de pontos de apoio em solo será necessário.

Os pontos de apoio, ou GCPs (Ground Control Points), são marcações bem identificáveis em mais de uma fotografia e têm como função realizar a ligação entre as mesmas a partir de uma coordenada espacial precisa (no nível centimétrico), atribuída a este ponto. Quanto maior o número de fotos em que aparecem estes pontos (determinado pela sobreposição entre as imagens, configurado no planejamento do voo) melhor será o resultado final desta ligação.

Para checagem da acurácia, são usados pontos de controle. Tratam-se de pontos adquiridos no terreno também, mas que não são utilizados no ajuste e alinhamento das fotografias geradas pelo Drone, mas sim para comparação das coordenadas e altimetria resultantes no mesmo ponto representado na nuvem de pontos ou no Modelo Digital do Terreno.

Para aquisição de coordenadas e altimetria em solo e criação dos pontos de apoio e controle, os métodos podem ser diversos, embora hoje, o mais comum é a obtenção a partir de um par de receptores GNSS pelo método RTK.

Há outros fatores que vão influenciar na acurácia dos produtos cartográficos obtidos a partir de aerofotogrametria com drones, como por exemplo parâmetros de processamentos e procedimentos nos softwares que transformam as fotografias digitais em nuvens de pontos, MDS, MDT (TIN, matricial e curvas de nível) e ortomosaicos). Há cada vez mais opções de softwares no mercado que se valem de algoritmos como SIFT, SURF e BRISK, e visão computacional para a extração de keypoints nas imagens.

Deste modo, é importante destacar que atualmente os softwares já apresentam resultados bons para a geração dos produtos básicos. O desafio principal das empresas de mapeamento por drones hoje está em extrair informações e realizar classificações de forma mais automatizada nestes produtos, para ganho de escala, agregar valor aos serviços e solucionar problemas de clientes.

O mapeamento com drones possui vantagens, sobretudo em termos de resolução espacial, custos e flexibilidade de tempo, quando comparado com outras plataformas de sensoriamento remoto, mas trata-se de mais uma ferramenta de mapeamento, a qual coexistirá com métodos já consagrados.

A recente publicação pela ANAC do Regulamento Brasileiro de Aviação Civil Especial – RBAC-E n°94, em maio de 2017, juntamente com a criação do portal SARPAS para solicitação de autorização de voos, ocorrida em dezembro de 2016, pelo DECEA, foram passos importantes para a regulamentação de atividades comerciais com ARPs no Brasil. Atualmente a discussão no setor é se o aerolevantamento com drones deve também cumprir todas as exigências do Ministério da Defesa que são feitas normalmente para aeronaves tripuladas.

Superadas as questões legais e os desafios técnicos, levantamentos topográficos e mapeamentos temáticos dos mais variados aspectos com drones, certamente farão parte da formação profissional do cartógrafo e do agrimensor.

Curso: Drones para Mapeamento

O curso Drones para mapeamento acontecerá no dia 24 de Outubro, das 9h às 17h30, no Hotel Meliá em São Paulo – SP e faz parte da programação do Fórum DroneShow 2017.

Fazer um “mapinha” pode parecer simples, mas você conhece os requisitos de uma boa cartografia? O requisito básico para isso é contar com dados de qualidade, e os Drones vieram para suprir esta carência, com agilidade, alta precisão e abundância de dados. Porém, cada aplicação tem seus requisitos… Aprenda neste curso como fazer mapas com Drones para diferentes aplicações. Conheça os requisitos para seu Drone, tipo de sensor e software de planejamento da missão e pós-processamento dos dados.