INTEGRAÇÃO DE DADOS DE IMAGEAMENTO OBTIDOS POR ARP E

Com a popularização das Aeronaves Remotamente Pilotada (ARP), popularmente conhecidas como “drones”, os produtos fotogramétricos ganharam espaço no mercado, principalmente pela facilidade da aquisição dos dados e quantidade de informação que uma imagem aérea pode oferecer. Atualmente, os ARPs têm integrado a tecnologias de posicionamento do terreno, para gerar produtos de alta precisão e acurácia para pré- projetos nas diversas áreas da engenharia, agricultura e serviços.

O RTK, denominado Real-Time Kinematic, utiliza uma base em solo que se conecta diretamente com satélites. Por estar fixa a um ponto no solo, com coordenadas conhecidas, essa base possui coordenadas geográficas muito precisas. Em alguns casos, quando a ARP é equipada com equipamento RTK, as coordenadas da base são utilizadas para corrigir o posicionamento da ARP constantemente, em tempo real, calculando rigorosamente as coordenadas de posicionamento da ARP. Porém quando a ARP não é equipada com este equipamento, as correções de posicionamento das fotos são realizadas por meio dos GCP’s (Ground Control Point) e através do software PIX4D. Segundo Dai

processamento posterior dos dados, desde que a solução das ambiguidades obtida for confiável.

Atualmente há uma grande facilidade para a aquisição ou montagem de uma ARP, para fins de aerofotogrametria, a partir de vários modelos prontos, de peças e componentes disponíveis no mercado. Apesar da alta tecnologia, um sistema completo tem um custo significativamente baixo, quando comparado com um sistema aerofotogramétrico convencional. Devido a essa acessibilidade ao público, a sua aplicação pelos profissionais que trabalham com as geotecnologias, no mapeamento de pequenas áreas com poucos hectares, monitoramento de obras de engenharia, estudos ambientais, cálculos de volumes em mineração, etc., tem crescido muito a cada ano. As dificuldades principais no momento são toda uma série de restrições legais, que ainda estão em discussão no Brasil, e a qualidade das informações em termos de precisão planimétrica e altimétrica dos produtos de mapeamento obtidos (Silva et al., 2014).

3.4.1 Real-Time Kinematic (RTK)

Barbosa et al. (2010) explicam que no posicionamento RTK são utilizados dois receptores coletando dados continuamente. Um dos receptores é denominado estação de referência (base) e fica posicionado sobre um ponto de coordenadas conhecidas. O outro receptor (receptor móvel), localizado nas proximidades, coleta dados nos pontos de interesse do usuário para determinação da posição em tempo real. Na Figura 3.7 pode-se visualizar a montagem dos equipamentos em campo para levantamento RTK.

Figura 3.7 - Montagem dos equipamentos para levantamento RTK.

Segundo Monico (2008) e Willgalis (2003), a tecnologia RTK é baseada nas seguintes características:

- transmissão em tempo real dos dados de fase da onda portadora e pseudodistância da estação base para estação móvel ou das correções das observáveis;

- resolução das ambiguidades para linha de base entre a estação base e o móvel com solução quase instantânea on the way ou on the fly;

- determinação confiável do vetor da linha de base em tempo real.

No entanto, no posicionamento RTK, os erros envolvidos no processo (ionosfera, troposfera e órbita dos satélites) são proporcionais ao comprimento da linha de base, o que restringe a distância entre a estação de referência e o usuário a poucos quilômetros.

3.4.2 Ortofotos e ortorreficação

Ortofoto ou ortofotografia (do grego orthós: correto, exato) é uma representação fotográfica de uma região da superfície terrestre, no qual todos os elementos apresentam a mesma escala, livre de erros e deformações, com a mesma validade de um plano cartográfico, ou seja, representadas em uma projeção ortogonal sem efeitos de perspectiva, pela qual é possível realizar medições exatas. A partir das ortofotos é possível efetuar medidas de áreas, distâncias e ângulos, alcançando precisões como as dos mapas (Panizza e Fonseca, 2011).

Um mosaico de ortofotos é um produto gerado a partir do agrupamento de várias ortofotos. O processo de construção do mosaico é realizado através da busca de pontos homólogos entre duas ou mais imagens sobrepostas entre si, sendo realizada a correção radiométrica das cores para que não ocorra descontinuidade entre elas. O uso de pontos de controle em campo é essencial para aumentar a acurácia posicional do ortomosaico. Os pontos de controle são utilizados para realizar a orientação absoluta do modelo criado e os pontos de verificação são utilizados para aferir a acurácia posicional do mosaico gerado. A Figura 3.8 apresenta o ortomosaico e o modelo digital de superfície do trecho 511+670 da EFVM.

Figura 3.8 - Ortomosaico à esquerda e o modelo digital de superfície à direita do trecho 511+670 da EFVM.

A utilização de um mosaico de ortofotos possui várias vantagens, dentre elas pode-se citar a possibilidade de realizar medições diretas de distâncias, áreas e ângulos, já que possui uma escala constante para a grande quantidade de informações, o que facilita a interpretação dos dados (Souza, 2005). Entretanto, deve-se ter atenção quanto aos turnos que se pretende realizar os voos para imageamento, pois a realização de voos fora do período recomendado (entre as 9 e 15 horas) podem ocasionar sombreamento, resultando em perda de informação.

3.4.3 Software para processamento de imagens de ARP

Os softwares de processamento fotogramétrico desenvolvidos para imagens de ARP têm um alto grau de automatização, maior que na fotogrametria convencional, devido à utilização de programas capazes de processar uma grande quantidade de imagens, embora tenham limitação quanto ao tamanho destas. Eles proporcionam maiores velocidades no tratamento das imagens e são de fácil de utilização, porém, em contrapartida, estes produtos possuem um menor controle tanto sobre algumas etapas de processamento, como na precisão dos parâmetros geométricos (Silva et al., 2014).

Silva et al. (2014) compararam três softwares para processamento de imagens em seu estudo: Pix4D, Photoscan e APS, todos desenvolvidos especificamente para conjuntos de imagens e dados de levantamentos aéreos de veículos não tripulados (Figura 3.9). O

Pix4Dmapper é um aplicativo da Pix4D onde pode ser adquirida uma licença de uso

particular ou por contrato de serviço online. O software Pix4D calcula as posições e orientações das imagens originais de forma automática através da Triangulação Aérea (AAT) e do Ajustamento de feixes em Bloco (Bundle Block Adjustment, BBA). Com base em nuvem de pontos 3D obtidos durante a AAT e o BBA é gerado um Modelo Digital de Superfície (MDS) por ligação destes pontos. O ortomosaico é criado a partir da projeção e combinação das imagens originais com o MDS (PIX4D, 2013a apud Silva et al., 2014).

Camargos et al. (2015) define Modelo Digital de Superfície (MDS) como a representação da superfície terrestre acrescida de quaisquer objetos existentes sobre ela e que interferem

no valor da reflectância do pixel. Desta maneira, se existirem árvores ou edificações, por exemplo, a superfície representada será ao topo destas feições.

Figura 3.9 - Comparação entre imagens geradas a partir do processamento de imagens de ARP. À esquerda Pix4D, no centro Photoscan e à direita APS (Silva et al., 2014).

O Photoscan é da empresa Agisoft. A lista de funcionalidades inclui fototriangulação aérea e terrestre com exportação dos dados para outros softwares fotogramétricos, geração de nuvens de pontos e modelos poligonais triangulares 3D, MDT e MDS, ortofoto verdadeira e processamento de imagens multiespectrais. As sopreposições devem ser de 80 e 60% para longitudinal e lateral, respectivamente (PHOTOSCAN, 2014

apud Silva et al., 2014). O APS (Aerial Photo Survey) é um aplicativo da Menci Software.

Também constrói automaticamente MDT e MDS, nuvens de pontos, curvas de nível e ortomosaico (APS, 2012). Apresenta ainda extensão com funções de edição vetorial estereoscópica e editor de MDT. As imagens devem ser adquiridas com uma sobreposição padrão de 70-80% (lateral e longitudinal) (Silva et al., 2014).

3.5 RELAÇÕES EMPÍRICAS PARA ESTIMATIVA DE PARÂMETROS DOS