AQUISIÇÃO DE DADOS MEDIANTE TECNOLOGIA DE VOO
COMBINADO (IMAGEM_LIDAR), PARA LINHAS DE
TRANSMISSÃO ELÉTRICA NA AMAZÔNIA BRASILEIRA.
Ricardo Antequera Regalado Altais Gemomatica, ltda. r.antequera@altais-sl.com
Pilar Andrinal García
RESUMO: Na definição do traçado de uma linha de transmissão elétrica levam-se em conta diferentes fatores, ambientais, topográficos, geomorfológicos, cadastrais. Assim, entre os estudos prévios realizados é importante, entre outros, se ter uma boa base cartográfica sobre a qual será realizada o projeto da área afetada pela futura linha de transmissão. Como fonte fundamental de informação para a realização do projeto se utiliza a ortofoto aérea, graças a sua simplicidade de geração (aumentada pelos últimos avanços tecnológicos) e seu alto valor cartográfico, pois além de ser um produto métrico, nos fornece informação gráfica proporcionada pelas fotografias aéreas. Para uso no anteprojeto de qualquer obra de linhas se tornou uma ferramenta indispensável. Palavra Chave: Linha de transmissão, Amazônia, Cadastro.
1. INTRODUÇÃO
Este projeto é a definição do traçado de uma linha de transmissão elétrica na Amazônia brasileira, nos estados do Pará e Amapá, realizado para a empresa Isolux_Corsan, utilizando como base cartográfica uma ortofoto, levando à captura de fotografia aéreas e de modelo digital de elevações. O anteprojeto segue através do Rio Amazonas e alguns de seus afluentes, com o Rio Jari, Parú, etc. Deparamos-nos em uma área com dois problemas, por um lado a existência de grandes massas de água e por outro lado grandes áreas de floresta com árvores de grande altura com muita massa arbórea em sua parte alta e nuas em sua parte baixa, o que dificulta a obtenção de um modelo digital de elevações que defina de forma precisa
o terreno. Utilizou-se da metodologia do voo fotogramétrico combinado com o LIDAR. Com as imagens digitais corretamente orientadas e o modelo digital de terreno, obtido pela filtragem dos dados LIDAR, se gerou a ortofoto de todo trajeto, que serviu de base para representar o cadastro da área afetada pela futura linha de transmissão. Por outro lado, com o modelo digital de superfície nós fornecemos informações sobre a altura necessária para as torres elétricas, para estar acima da vegetação.
2. METODOLOGIA
2.1. Estudo da área de trabalho
A zona de trabalho decorre em um corredor dividido em duas seções de contratações diferenciadas e por sua vez em quatro seções de trabalhos, dois para cada bloco de contratação.
• LOTE A: BLOCO 1: TUCURUI-XINGU: 264,9 km. BLOCO 2: XINGU-JURUPARI: 241,3 km.
• LOTE B: BLOCO 1: JURUPARI-MACAPÁ: 337,1 km. BLOCO 2: JURUPARI-ORIXIMINÁ: 352,5 km. Totalizando em 1195,8 km de traçado ao longo do Rio Amazonas.
Figura 1. Gráfico do traçado do projeto. 2.2. Aquisição das imagens
A aquisição das imagens foi obtida em duas fases sucessivas:
• Fase A: Consiste em uma cobertura de todo o alinhamento com câmara analógica, voo inercial, em uma escala aproximada de voo de 1:15.000, sobre um alinhamento teórico, calculado pela empresa pública ANEEL, Agência Nacional de Energia Elétrica, este voo tinha por finalidade estabelecer um corredor de ortofotos base com 0,5 m de GSD, e um MDT obtido por correlação, sobre um comprimento de 3450 m. Com a dupla finalidade de, servir de anteprojeto para delimitar o alinhamento definitivo e ter uma base cartográfica para dar possibilidade de acesso às diferentes zonas de trabalho, no momento da execução da obra.
•Fase B: Sobre o anteprojeto anteriormente realizado se fez um voo combinado Lidar + Câmara RCD105 da Leica, com o qual se obteve o MDT e MDS definitivos, e as imagens sobre as quais se realizou o cadastro para as desapropriações.
As especificações técnicas iniciais para o voo combinado foram uma altura de voo de 700 m, com FOV de 42º, se imaginou que era a configuração adequada para aumentar a penetrabilidade do laser, posteriormente foi feito variações para evitar a contínua cobertura de nuvens, sendo por este motivo realizado um voo com altura de 550 m.
Figura 2. Gráfico de distribuição das faixas e base de controle em Terra
Ambos os voos foram realizados com o Sistema Inercial, por motivos óbvios, no caso da captura analógica por causa das grandes dificuldades de acessos a determinadas áreas e no caso do LIDAR por ser um sistema dependente.
No caso do imageamento se obteve os parâmetros de orientação exterior com aerotriangulação INSS/GPS e pontos de controle.
O sistema de referência utilizado foi o SIRGAS2000, para isso se amarrou as bases com a rede RBMC do IBGE; de onde se determinaram os pontos de controle que serviram de referência para os voos inerciais.
2.3. Produtos de base cartográfica do projeto Os produtos de base cartográfica obtidos foram:
MDS da região de 3450 m, do voo analógico obtido por correlação digital. Que foi utilizado para a ortorretificação da captura analógica.
Ortofoto digital com GSD de 0,5 m do voo analógico, produto base para o anteprojeto de traçado e projeto ambiental.
MDS da cobertura vegetal de 300 m da área obtida por LIDAR com malha de 0,7 m. Para o projeto de catenária da linha elétrica.
MDT obtido por classificação automática e edição interativa dos dados LIDAR, utilizado para a localização das torres elétricas e ortorretificação das imagens digitais obtidas pela RCD105.
Ortofoto obtida pelo voo digital com GSD de 0,1 m, utilizada como base para a desapropriação e traçado definitivo das linhas.
Figura 3. Estudo do traçado
Figura 4. Captura LIDAR e classificação automática 2.4. Projeto
2.4.1. Planta de perfil
Traçado definitivo e perfil longitudinal do projeto para implantação dos suportes da linha.
Figura 5. Planta de perfil
2.4.2. Estudo de desapropriação/ planta cadastral
Partindo do estudo do alinhamento e considerando uma largura de uns 100 m para cada lado, se realizou o trabalho de liberação da área que será afetada pela obra, consiste em um contato inicial com os proprietários e a obtenção da documentação existente dass propriedades e reservas legais (reservas ambientais dentro de cada propriedade), mediante visitas nas propriedades e os registros das mesmas em cada município.
Uma vez realizado esta primeira etapa, começa o trabalho de delimitação das propriedades sobre as ortofotos, considerando uma faixa de servidão em função da carga elétrica das linhas, neste caso de 70 m (35 m para cada lado). São anotados os limites, coletados informações do tipo de terreno, cultivos, construções existentes, cursos d´água, reservas de proteção ambiental existentes dentro das propriedades, assim como dados legais da propriedade e nome do proprietário.
Por último, considerando todas as informações levantadas em campo, gráficas e alfanuméricas, e confrontadas com o primeiro estudo realizado com os dados dos registros, se completou as fichas de cadastro, uma para cada propriedade no sentido sequencial partindo de uma subestação de saída até uma subestação de chegada. Todas as fichas cadastrais possuem um comprimento de 1 km, feitas em escala 1:2.000 e impressas em formato A3. Contendo tanto a informação gráfica, como a informação analítica e medições das propriedades.
Estas fichas cadastrais são finalmente utilizadas pela empresa encarregada pelo processo de servidão e desapropriações correspondentes, que serão liquidadas pela concessionária da obra.
Figura 6. Planta cadastro
3. ESTUDO DO GRAU DE PENETRAÇÃO DO LIDAR NAS ÁREAS DE VEGETAÇÃO
Como estudo adicional, em conjunto com este projeto, se levantou uma área com grande quantidade de massa arbórea, para realizar uma análise do grau de penetração do LIDAR neste tipo de superfície, e desta forma se verificar a porcentagem de dados que definem o terreno.
Considerou-se uma área ao longo do traçado com 5.730 metros de comprimento e 60 metros de largura. Partindo dos dados LIDAR sem classificação, realizou-se a classificação automática e edição manual dos mesmos. Desta forma, obtiveram-se pontos do terreno, pontos de vegetação baixa e massa arbórea.
Foi analisado o número de pontos correspondentes a cada tipo de superfície, obtendo os resultados contidos na Tabela 1. Onde se observa que o grau de penetração do LIDAR nestas áreas de massa arbórea muito espessa é de 19,2%, considerando os pontos de terreno e os classificados como vegetação baixa.
Tabela 1. Grau de penetração do LIDAR TIPOLOGIA Número de pontos Porcentagem
Terreno 63.616 8,6 %
Vegetação baixa 4.021 0,6 % Massa arbórea 668.774 90,8 %
Figura 7. Classificação LIDAR. Massa arbórea (acima), terreno e vegetação baixa (abaixo)
4. CONCLUSÕES
As necessidades de fornecimento elétrico no Brasil são muito grandes, historicamente a tecnologia utilizada neste tipo de projetos, basicamente a topografia clássica, se tornava inviáveis de se realizar com as devidas garantias como o realizado aqui, onde as possibilidades de acesso são tão limitadas.
Desde que a equipe técnica da Altais S.L. começou a trabalhar no Brasil (1999), para empresas de capital espanhol com interesse neste país latino-americano, foi implantado todas as inovações disponíveis na área de Geomática, para poder facilitar a transmissão de energia em todo o território brasileiro, objetivo fundamental do seu governo com a finalidade de desenvolver as regiões mais desprezadas.
O maior impacto tecnológico dentro destes projetos foi:
Introdução da ortofoto como ferramenta de trabalho, que possui um valor significativo para os projetos de preservação meio ambiental, para avaliação do impacto destes projetos por técnicos ambientais, sem a necessidade de custosos trabalhos de campo, definindo os traçados menos conflitantes para o meio ambiente.
Também houve um significativo avanço no momento de se realizar o cadastro dos proprietários das fazendas onde a linha cruzava. Sua valorização e negociação no momento de desapropriação significaram um grande avanço no
ponto de vista governamental, ao ser realizado sobre a base cartográfica com grande precisão sem a necessidade de custosos levantamentos topográficos que em muitos casos eram inviáveis.
A introdução de modelos digitais de superfície mediante correlação automática abria a possibilidade de, junto com a imagem, poder estudar os alinhamentos mais econômicos em suportes e quilômetros de cabos, assim como poupar o pessoal de campo.
A introdução da tecnologia LIDAR, com a penetração nas abundantes massas de floresta, possibilita a obtenção de dados em áreas de difícil acesso, assim como evita a necessidade de abertura de clareiras das áreas para os trabalhos de topografia.
5. BIBLIOGRAFIA
- American Society of Photogrammetry. 2004. “Manual of Photogrammetry”, Fifth Edition. ASPRS.
- Bryan Hooper and Tom Brailey. 2004. “Aerial Survey calculate vegetation growth”. Transmission and Distribution World.
- Jie Sha y Charles K. Toth. 2009. “Topographic laser ranking and scanning, Principles and Processing”.CRC Press.
- John E. Lionberg and Leslie Duke. 2001. “Line design goes airborne”. Transmission and Distribution World.
- Dr. Jürgen Philips. “La seguridad de la propiedad territorial y el catastro georreferenciado em Brasil.”. Mapping, Nº117, 2007
- Thomas Wells. 2005. “Airborne Surveying aids in vegetation management”. Transmission and Distribution World.
