RELATÓRIO DE ACURÁCIA TÉCNICA

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RELATÓRIO DE ACURÁCIA TÉCNICA

COMPOSIÇÃO E PROCESSAMENTO

DE PRODUTOS

AEROFOGRAMÉTRICOS

PROJETO:

Geração de bases cartográficas para estudos do projeto de

otimização dos sistemas de macro e micro drenagem das

bacias dos Ribeirões do Onça e Pampulha e córrego

Cachoeirinha - (PAMCACHONÇA)

BELO HORIZONTE - MG

CONTRATO: 029/2017

CLIENTE:

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1. INTRODUÇÃO ... 02

2. ÁREA CONTRATUAL ... 03

2.1. LOCALIZAÇÃO ... 03

2.2. DIMENSÕES ... 03

3. FERRAMENTAS E BASES DE DADOS ... 04

3.1. SOFTWARES EMPREGADOS NO PROCESSO ... 04

3.2. EQUIPAMENTOS DE BASE TOPOGRÁFICA PARA COLETA DE DADOS EM SUPERFÍCIE ... 04

4. PROCEDIMENTOS DE ANÁLISE ... 04

5. AVALIAÇÃO DE ORTOMOSAICOS E PRODUTOS CARTOGRÁFICOS ... 05

6. PONTOS DE APOIO EM SOLO ... 06

6.1. METODOLOGIA ... 06

6.2. VISUALIZAÇÃO DOS PONTOS DE APOIO E COLETA DE DADOS EM SOLO ... 07

6.3. COORDENADAS DOS PONTOS DE APOIO UTILIZADOS ... 07

7. RESULTADOS E DISCUSSÕES ... 08

7.1. CONJUNTO DE DADOS ANALISADOS ... 08

7.1.1. IMAGENS COLETADAS ... 08

7.1.2. OTIMIZAÇÃO DOS PARÂMETROS DA CÂMERA ... 08

7.1.3. IMAGENS ... 08

7.1.4. INTERPOLAÇÃO DE IMAGEM ... 09

7.2 RESULTADOS APURADOS ...09

7.2.1. AREA DE COBERTURA ... 09

7.2.2. GSD - Ground Sample Distance ... 09

7.2.3. RMS - Erro Médio quadrático ... 09

7.2.4. PEC - Padrão de Exatidão Cartográfica ... 10

7.2.5. VARIAÇÃO DOS PONTOS DE GEOLOCALIZAÇÃO ... 10

8. DADOS COMPLEMENTARES ... 11

8.1. SISTEMA DE COORDENADAS ... 11

8.2. IMAGEM CALCULADA / GCPs / POSIÇÕES MANUAIS DE PONTOS DE INTERPOLAÇÃO ... 11

8.3. VISUALIZAÇÃO PREVIA DOS MODELOS DIGITAIS ... 12

8.4. SOBREPOSIÇÃO ... 12

ANEXOS

i. MONOGRAFIA DOS VÉRTICES IMPLANTADOS

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1. INTRODUÇÃO

Em cumprimento ao contrato de número 029/2017, cons�tuído em 08/06/2017, celebrado entre a Engesolo Engenharia LTDA e a Aero Drone Brasil, foram realizados levantamentos fotogramétricos com o obje�vo de obter-se produtos cartográﬁcos ﬁnais com validação técnica e u�lização de algoritmos posteriores para analise baseado nos modelos digitais gerados pelo processo inicial de aerotriangulação, com obje�vo de geração de anteprojetos e projetos de engenharia referentes à o�mização do sistema de macro e microdrenagem das bacias dos Ribeirões do Onça e da Pampulha e do córrego Cachoeirinha.

A u�lização de Veículos Aéreos Não-Tripulados (VANTs) tem se mostrado uma excelente solução na geração de produtos topográficos, já que dispõe de uma maior flexibilidade, menor custo operacional e por serem menos susce�veis ao erro de intervenção humana, comparado aos modelos tradicionais, uma vez que são empregados nestes processos algoritmos de ul�ma tecnologia para a geração de produtos finais.

A fotogrametria digital é caracterizada pela realização dos processos fotogramétricos em um ambiente computacional, com reconhecidas vantagens quando comparada aos processos realizados em meio analógico. Destacam-se, por exemplo, a coleta automá�ca de pontos de passagem ou de ligação; a obtenção dos parâmetros de orientação exterior de forma direta; a geração automá�ca de MDT/MDS; a geração de ortofotograﬁas; e a junção automá�ca de fotograﬁas para a geração do mosaico georreferenciado.

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2. ÁREA CONTRATUAL

A Figura 1 - Indicação de localização dessas áreas de contrato.

Tabela 1 – Dimensões da área contratada 2.2 DIMENSÕES

2.1. LOCALIZAÇÃO

A área urbana objeto de levantamento deste contrato, encontra-se situada em trecho da av. Cris�ano Machado entre as vias Bernardo Vasconcelos e Sebas�ão de Brito e interseção com Via-240 até a Estação São Gabriel, no município de Belo horizonte.

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O processo de aerolevantamento, objeto deste contrato, se iniciaram com o planejamento dos voos aerofotogramétricos que foram executados em campo. Fator importante considerado no planejamento dos voos foi a veriﬁcação das condições atmosféricas para as datas previstas da execução dos mesmos. O trabalho de campo foi executado em três etapas:

• Na primeira etapa foi realizada a implantação dos alvos pré-sinalizados usados como pontos de apoio e de verificação. Esses alvos foram pintados sobre o solo, com o obje�vo de serem inequivocamente e facilmente iden�ficáveis nas fotografias e no ortomosaico. A forma e dimensões dos alvos pré- sinalizados seguiram as recomendações do Manual de Aerotriangulação do Ministério da Defesa (1984) e de Wolf (2004), e foram distribuídos de forma homogênea nos blocos.

•_{A segunda etapa realizada foi a determinação das coordenadas tridimensionais dos pontos de apoio} ou veriﬁcação, u�lizando receptores de sinais GNSS. Os receptores u�lizados são classiﬁcados como geodésicos de dupla frequência; os métodos de posicionamento adotados foram o RTK (Real Time Kinema�c) e o está�co rápido. No posicionamento u�lizando o método RTK, o receptor denominado de base foi posicionado em um local de coordenadas previamente conhecidas e de maior al�tude da área de estudo de modo a facilitar a comunicação entre o receptor móvel e o receptor base em todos os pontos ocupados.

• A terceira e úl�ma etapa do trabalho de campo realizada foi a execução dos voos fotogramétricos. Os voos foram realizados em modo autônomo, sendo o VANT conduzido na linha de visada (VLOS), nas faixas previamente es�puladas, pelo programa computacional Mission Planner. Os parâmetros de orientação exterior (posição e a�tude) ob�dos de forma direta, pelo sistema inercial e GPS instalados no VANT, foram repassados para as fotograﬁas pelo programa PostFlight.

A aerotriangulação, a geração do MDS, das ortofotograﬁas e do ortomosaico foram realizadas no programa Pix4Dmapper.

A avaliação dos mosaicos foi realizada pela veriﬁcação da acurácia e das precisões planimétrica e al�métrica em função do PEC, classiﬁcando-os quanto à exa�dão e precisão.

3. FERRAMENTAS E BASES DE DADOS

4. PROCEDIMENTOS DE ANÁLISE

3.1 SOFTWARES EMPREGADOS NO PROCESSO

Dentre as ferramentas u�lizadas neste levantamento, se destacam: plataforma aérea de sensoriamento remoto (VANT Swinglet CAM); So�ware de planejamento de missões autônomas (Mission Planner), E-mo-�on (Electronic MOnitoring staTION), PostFlight Suit e Pix4Dmapper (processamento em base).

As bases de dados foram cons�tuídas por fotograﬁas aéreas tomadas com uma câmera métrica acoplada ao VANT e pelos receptores de sinais GNSS.

3.2 EQUIPAMENTOS DE BASE TOPOGRÁFICAPARA COLETA DE DADOS EM SUPERFÍCIE: Receptores geodésicos;

Receptor GNSS L1L2 TOPOMAP T10 RTK integrado Indicado para levantamentos está�cos, cinemá�cos e RTK com placa Trimble BD930 com 220 canais universais capaz de receber sinais de GPS, GLONASS, GALILEO E BEIDOU. Taxas de atualização opcionais de 20 Hz. Precisão horizontal de 3mm+ 0,5ppm para levantamento planial�métrico.

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5. AVALIAÇÃO DE ORTOMOSAICOS E PRODUTOS CARTOGRÁFICOS

Tabela 02 - Valores dos erros admi�dos em uma carta com PEC Classe A, B e C.

O PEC (Padrão de Exa�dão Cartográfica) foi regulamentado no Decreto Nº 89.817 de 20 de junho de 1984, que estabelece as Instruções Reguladoras das Normas Técnicas da Cartografia Brasileira através de procedimentos e padrões a serem obedecidos na elaboração e apresentação de documentos cartográficos no território brasileiro. A norma a ser seguida em relação à exa�dão especifica.

As cartas devem obedecer ao Padrão de Exa�dão Cartográﬁco – PEC, segundo os critérios indicados:

1. Noventa por cento dos pontos bem deﬁnidos numa carta, quando testados no terreno, não deverão apresentar erro superior ao Padrão de Exa�dão Cartográﬁca, planimétrico, estabelecido;

2. Noventa por cento dos pontos isolados de al�tude, ob�dos por interpolação de curvas de nível, quando testados no terreno, não deverão apresentar erro superior ao Padrão de Exa�dão Cartográfica Al�métrico estabelecido. Padrão de Exa�dão Cartográfica é um indicador esta�s�co de dispersão, rela�vo a 90% de probabilidade, que define a exa�dão de trabalhos cartográficos. A probabilidade de 90% corresponde a 1,6449 vezes o Erro Padrão – PEC. O Erro-Padrão isolado num trabalho cartográfico, não ultrapassará 60,8% do Padrão de Exa�dão Cartográfica. As cartas, segundo sua exa�dão, são classificadas nas Classes A B e C, segundo os critérios apresentados no quadro abaixo:

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6. PONTOS DE APOIO EM SOLO

As coordenadas tridimensionais de todos os alvos pré-sinalizados foram ob�das por posicionamento geodésico pelo método de posicionamento RTK (Real Time Kinema�c), usando um par de receptores de sinais GNSS indicado no item 3.2. Ambos os receptores, base e móvel foram conﬁgurados com taxa de gravação de um segundo.

As coordenadas da base (GNSS) foram determinadas por PPP (Posicionamento por Ponto Preciso), no site do IBGE (Ins�tuto Brasileiro de Geograﬁa e Esta�s�ca).

6.1. METODOLOGIA

Para a veriﬁcação da acurácia e precisão do ortomosaico produzido, foram implantados na área de estudo 17 alvos pré-sinalizados, distribuídos entre pontos de controle e pontos de checagem, denominados pontos de apoio. Esses alvos foram distribuídos por toda a área. O modelo de alvo pré-sinalizado u�lizado foi adaptado dos modelos sugeridos por Wolf (2004) e Ministério da Defesa (1984).

Os modelos usados foram círculos, com as faixas laterais, obedecendo as norma�vas sinalizadas acima. As implantações dos alvos foram realizadas nas áreas pavimentadas, sempre considerando o uso das margens das vias exploradas ou seus respec�vos acessos para que não haja problemas de recobrimento por objetos moveis durante o processo de iden�ﬁcação dos mesmos na ortofoto, o alvo foi representado por uma circunferência com 30 cen�metros de diâmetro com faixas laterais. Na imagem os alvos foram representados por uma matriz de 3x3 pixel.

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6.2. VISUALIZAÇÃO DOS PONTOS DE APOIO E COLETA DE DADOS EM SOLO

Como descrito na metodologia do item 6.1 as visualizações dos pontos de apoio sinalizados em solo foram implantadas com o obje�vo de serem inequivocamente e facilmente iden�ficáveis nas fotografias e no ortomosaico. Como demonstrado nas figuras abaixo:

Obs: Relatório de referência à pontos de apoio projetados em campo, disponíveis no anexo i

Figura 2 - Iden�ﬁcação dos pontos de apoio em área pavimentada

6.3. COORDENADAS DOS PONTOS DE APOIO UTILIZADOS

Tabela 03 – Coordenadas conhecidas dos pontos de apoio em solo.

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7. RESULTADOS E DISCUSSÕES

7.1. CONJUNTO DE DADOS ANALISADOS

7.1.1. IMAGENS COLETADAS

Foram coletadas durante o processo de levantamento fotogramétrico o total de 1019 imagens, das quais 993 imagens foram calibradas e interpoladas no ponto inicial de processamento (97%).

7.1.2. OTIMIZAÇÃO DOS PARÂMETROS DA CÂMERA

A diferença rela�va entre os parâmetros iniciais e os parâmetros de o�mização foram de 2,1%. Os parâmetros de distância focal são uma propriedade do sensor e da ó�ca da câmera. Isso varia com fatores como temperatura, choques, al�tude e tempo. É normal que o comprimento focal e seus parâmetros de transformação sejam ligeiramente diferentes para cada projeto, dentro de um limite aceitável, de acordo com os critérios abaixo:

7.1.3. IMAGENS

Foram iden�ﬁcados 35.657 pontos chave por imagem.

A quan�dade de pontos chave por imagem determinam a qualidade individual do conteúdo visual de cada imagem pertencente ao processamento, de acordo com os critérios abaixo:

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7.1.4. INTERPOLAÇÃO DE IMAGEM:

Em média foram iden�ﬁcados 12.840 pontos correspondentes entre o processo de sobreposição de imagens. A média de pontos de interpolação entre as imagens deﬁne a qualidade visual do mosaico a ser construído, pois elas determinam o valor de pontos em comum no processo de sobreposição das imagens, de acordo com os critérios abaixo:

7.2 RESULTADOS APURADOS 7.2.1. AREA DE COBERTURA

Foi apurado no processo ﬁnal de aerolevantamento da área �da como objeto de contrato as dimensões indicadas na tabela abaixo. Por normalidade a área mapeada possui dimensões superiores entre 20% a 50% da área contratada inicial, esse desvio se dá pelas necessidades de eliminação em caso de iden�ﬁcação de distorção de bordas do ortomosaico.

7.2.2. GROUND SAMPLE DISTANCE (GSD)

O GSD é uma das variáveis mais importantes e é a primeira que deverá ser deﬁnida, ela garante a resolução espacial do mapeamento, ou seja, o nível de detalhamento. A escolha do GSD inﬂuência diretamente na ni�dez do mapeamento e resolução das convenções con�das na área de análise.

GSD apurado: GSD: 3.16 cm / 1.24 in 7.2.3. RMS (Erro Médio quadrá�co)

O RMS é �do como o principal indicador no processo de aerofotogrametria, pois ele determina a acurácia ﬁnal de um levantamento. O RMS ou raiz do valor quadrá�co médio é a variação média apurada de cada ponto con�do no ortomosaico nos eixos X, Y e Z., ou seja, ele determina qual o erro máximo apurado no projeto. RMS apurado: RMS médio = 0,034 m

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7.2.4. PEC - Padrão de Exa�dão Cartográﬁca

Como citado no item 5, os padrões de exa�dão cartográﬁca são classiﬁcados nas Classes A, B ou C, vide tabela 02.

A Classiﬁcação ob�da através do levantamento para a área contratada: Classe A

7.2.5. VARIAÇÃO DOS PONTOS DE GEOLOCALIZAÇÃO:

Na tabela abaixo se faz possível a análise de cada ponto georreferenciado em solo e seus respec�vos desvios no plano X, Y e Z:

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8. DADOS COMPLEMENTARES

8.1. SISTEMA DE COORDENADAS

Abaixo a tabela com os sistemas de coordenadas deﬁnido no processo de levantamento de acordo com a determinação contratual para a área mapeada:

(Cruzamentos azuis) e suas posições calculadas (cruzes verdes) na vista superior (plano XY), na frente (plano XZ) e na vista lateral (plano YZ). Deslocamento entre as posições de imagem inicial (pontos azuis) e

calculadas (pontos verdes), bem como o deslocamento entre as posições iniciais dos GCPs 8.2. IMAGEM CALCULADA / GCPs / POSIÇÕES MANUAIS DE PONTOS DE INTERPOLAÇÃO

A uniﬁcação entre o bloco rela�vo, quando a ortofoto ainda não tem um sistema de georreferenciamento aplicado e os pontos coletados em solo através do uso de equipamento geodésicos, transforma o bloco de analise em um mosaico absoluto, tornando as duas bases em uma base única.

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8.3. VISUALIZAÇÃO PRÉVIA DOS MODELOS DIGITAIS

8.4. SOBREPOSIÇÃO

Na figura abaixo, uma representação do ortomosaico indicando, por cores, em quantas fotografias a mesma área foi imageada. Nota-se que em toda área de �da como objeto deste contrato a sobreposição superou o número de 5 (cinco) imagens por pixel, isso define que um mesmo pixel da ortofoto se faz visível em ao menos 5 (cinco) imagens, garan�ndo assim uma interpolação de alto nível qualita�vo.

Número de imagens sobrepostas calculadas para cada pixel do ortomosaico. As áreas vermelhas e amarelas indicam baixa sobreposição para o qual podem ser gerados resultados ruins. As áreas verdes indicam uma sobreposição de mais de 5 imagens para cada pixel. Serão gerados bons resultados

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(31) 2565-9010

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REDE DE APOIO BÁSICO TERRESTE PARA GERAÇÃO DE

ORTO-GEORREFERENCIAMENTO

PONTOS DE APOIO

MONOGRAFIA DE MARCOS GEODÉSICOS

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CLIENTE: PROJETO:

Vértice: Aero P01 Município/UF: BELO HORIZONTE / MG Data:

BRAZIL/SAD69 Aero P01

Sumário do Processamento do marco: SIT_229_162953 Tipo de ponto: Ponto de apoio

Observações: Classe de Nivelamento: Modelo geoidal IBGE MAPGEO 2015 V1 Distância Geodésica em referencia a base (m):

Executado por: Aero Drone Brasil LTDA

www.aerodronebrasil.com

MONOGRAFIA DOS VÉRTICES IMPLANTADOS APOIO TERRESTRE

REDE DE APOIO BÁSICO ENGESOLO ENGENHARIA LTDA

Geração de bases cartográficas para estudo do projeto de otimização dos sistemas de macro e micro drenagem das bacias dos Ribeirões do Onça e Pampulha e córrego Cachoeirinha - (PAMCACHONÇA)

Sistema de Referência

Foto do Aero P01

(identificação do processo de coleta em campo)

Localização Aero P01

(localização do ponto em relação a base - itinerário )

Norte Este 17/08/2017

66.893

Os desvios padrão (σ) apresentados nesta monografia possuem nível de confiança de 95%.

(identificação do ponto na orotofoto) Foto do Aero P01

Altitude Ortométrica COORDENADAS GEODÉSICAS / SAD69 zone 23S COORDENADAS SAD69 (MC -45 WGr.)

612.423.565 7.802.316.923 794,686 Ponto:

Latitude (S) Longitude (WGr.) Altitude Elipsoidal S 19 52 19.214 O 43 55 34.235 788,176

Características: Círculos, com faixas laterais, obedecendo as normativas e recomendações do Manual de Aerotriangulação do Ministério da Defesa (1984) e de Wolf (2004), cada alvo foi representado por uma circunferência com 30 centímetros de diâmetro com faixas laterais. Na imagem os alvos foram representados por uma matriz de 3x3 pixel.

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CLIENTE: PROJETO:

Altitude Ortométrica Latitude (S) Longitude (WGr.) Altitude Elipsoidal Norte

Este S 19 52 29.766 O 43 55 42.547 787,428 612.179.766 7.801.994.059 17/08/2017

Sistema de

Referência Ponto:

COORDENADAS GEODÉSICAS / SAD69 zone 23S COORDENADAS SAD69 (MC -45 WGr.)

(identificação do ponto na orotofoto) (identificação do processo de coleta em campo) (localização do ponto em relação a base - itinerário )

793,938

Os desvios padrão (σ) apresentados nesta monografia

possuem nível de confiança de 95%. 444,03

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CLIENTE: PROJETO:

17/08/2017 Sistema de

Referência Ponto:

Altitude Ortométrica 790,423

Foto do Aero P03 Foto do Aero P03 Localização Aero P03 Latitude (S) Longitude (WGr.) Altitude Elipsoidal Norte Este

O 43 55 38.666 S 19 52 15.654 783,913 612.295.389 7.802.427.187

(19)

CLIENTE: PROJETO:

Sumário do Processamento do marco: SIT_229_162953 Tipo de ponto: Ponto de checagem

Sistema de

Referência Ponto:

Altitude Ortométrica Latitude (S) Longitude (WGr.)

REDE DE APOIO BÁSICO

Altitude Elipsoidal Norte Este O 91 55 38.503 S 19 52 9.375 783,266 612.301.376 7.802.620.187 ENGESOLO ENGENHARIA LTDA

17/08/2017

789,776

(20)

CLIENTE: PROJETO:

Referência Ponto:

788,511

Foto do Aero P05 Foto do Aero P05 Localização Aero P05 Altitude Elipsoidal Norte Este

O 43 55 37.178 S 19 51 55.273 781,981 612.342.666 7.803.053.472

(21)

CLIENTE: PROJETO:

Sistema de

Referência Ponto:

17/08/2017

788,135

(22)

CLIENTE: PROJETO:

Referência Ponto:

788,841

O 43 55 34.927 S 19 51 39.830 782,311 612.411.169 7.803.527.811

(23)

CLIENTE: PROJETO:

Sistema de

Referência Ponto:

17/08/2017

787,57

(24)

CLIENTE: PROJETO:

Referência Ponto:

786,278

O 43 55 51.101 S 19 51 47.050 779,748 611.939.312 7.803.308.842

(25)

CLIENTE: PROJETO:

Sistema de

Referência Ponto:

17/08/2017

788,145

possuem nível de confiança de 95%. 486

(26)

CLIENTE: PROJETO:

O 43 55 49.103 S 19 51 56.451 790,376 611.995.580 7.803.019.468 796,906

Foto do Aero P11 Foto do Aero P11 Localização Aero P11 17/08/2017

Sistema de

Referência Ponto:

Altitude Ortométrica Latitude (S) Longitude (WGr.) Altitude Elipsoidal Norte Este

(27)

CLIENTE: PROJETO:

O 43 56 3.124 S 19 51 28.549 781,745 611.593.215 7.803.879.838 788,285

Foto do Aero P12 Foto do Aero P12 Localização Aero P12 Sistema de

Referência Ponto:

(28)

CLIENTE: PROJETO:

O 43 56 6.046 S 19 51 14.146 788,268 611.511.017 7.804.323.161 794,808

Referência Ponto:

(29)

CLIENTE: PROJETO:

O 43 56 19.521 S 19 51 39.802 789,751 611.114.080 7.803.536.885 796,291

Referência Ponto:

(30)

CLIENTE: PROJETO:

O 43 56 13.476 S 19 51 37.525 786,070 611.290.345 7.803.605.791 792,610

Referência Ponto:

(31)

CLIENTE: PROJETO:

O 43 56 4.768 S 19 51 41.375 790,123 611.542.905 7.803.485.823 796,663

Referência Ponto:

(32)

CLIENTE: PROJETO:

O 43 55 59.803 S 19 51 41.646 780,984 611.687.260 7.803.476.582 787,524

Referência Ponto: