Fotogrametria – A arte de medir parte II (Aerofotogrametria)

Quando nos deparamos com o conceito de fotografia, sempre imaginamos uma arte, aliás, uma das mais belas, mas será que é somente isso?

A aerofotogrametria é o nome dado ao método de obtenção de dados topográficos por meio de fotografias aéreas para fins de mapeamento, dentre ouras aplicações.  

Conforme mencionado no primeiro (Fotogrametria – A arte de medir), a primeira foto aérea foi tirada de um balão em 1855 por Nadar (Gaspard Felix Tournachon) para ser usada na confecção de mapas. Mas foi a partir da I Guerra Mundial que as aerofotos tornaram-se realmente importantes, tendo sido fundamentais na II Guerra Mundial.

Desde então a aerofotogrametria tem sido empregada para diversas aplicações e, com o surgimento dos drones com câmeras de alta resolução embarcadas, o uso da aerofotogrametria aumentou exponencialmente, não se limitando as aplicações a seguir, como:  

• Cálculos de Área
• Curvas de Nível
• Perfil Longitudinal
• Seções de Terreno
• Ortofotos
• Geração de Modelo Digital de Superfície
• Geração de Modelo Digital de Terreno
• Geração de Modelo Digital de instalações instruais ou áreas urbanas
• Volumetria (Medição de pilhas de materiais)

Vale lembrar que, dentre as aplicações mencionadas, a Geração de Modelo Digital de instalações industriais ou áreas urbanas e a medição de volume de materiais (volumetria) são serviços regularmente oferecidos pelo Grupo Tecnimex para diversas indústrias e seguimentos.

De uma forma geral, Fotogrametria é a ciência de fazer medições tridimensionais (3D) a partir de fotografias Bidimensionais (2D), portanto, por similaridade, podemos considerar que a aerofotogrametria é um método de sensoriamento remoto utilizado para transformar um grande conjunto de Imagens Aéreas Bidimensionais (2D) em dados tridimensionais (3D).

Com isso, dependendo da aplicação, para gerar dados tridimensionais confiáveis, através da captura de imagens por drones que apresenta um adequado detalhamento e precisão geográfica, a fotogrametria utiliza avançados métodos de processamento de imagens digitais e geoprocessamento, além de técnicas avançadas de posicionamento global. Para tanto, são utilizados potentes hardwares, combinados a avançados softwares voltados exclusivamente para o processamento de imagens digitais, por isso, a fotogrametria que utilizamos atualmente é também conhecida como Fotogrametria Digital.

Fases do processo de mapeamento por aerofotogrametria

Em relação ao processo de mapeamento por aerofotogrametria digital com drones, de uma forma geral, podemos dividi-lo em três fases distintas, sendo: planejamento, levantamento aerofotogramétrico ou coleta dos dados e processamento dos dados. O tratamento final, interpretação e análise dos dados coletados, geralmente é realizado por um profissional especialista da área de utilização do projeto em si.

–  Planejamento: Elaboração do plano de voo.

Esse é um item muito crítico de um mapeamento aéreo com drones, pois a qualidade da captura e, consequentemente, o sucesso da operação estará diretamente ligado os parâmetros analisados e aplicados durante o voo.  

Dentre os principais itens a serem levados em consideração, podemos citar:

– Área total a ser mapeada;

– Topografia do local, ou seja, se há acidentes geográficos naturais ou artificiais e suas respectivas alturas e extensões;

–  Locais ideais para pouso, decolagem e, ainda, um local alternativo para pouso de emergência em caso de obstrução do local de pouso ou por problemas durante o voo;

– Se haverá necessidade de pontos de controle, para casos em que o projeto precise ser georreferenciado;

– Quantidade adequada de baterias e locais para recarga;

– Procedimento de descarregamento e armazenagem dos dados capturados;

– As condições meteorológicas no momento do voo;

– Sobreposições das fotos (Frontslap e Sideslap);

– Velocidade de voo.

Assim, para auxiliar na definição do plano de voo e seus parâmetros, dependendo do modelo do drone utilizado, podem ser utilizados diversos softwares, sendo os mais populares: Drone Deploy, Pix4DCapture, Dronelink, 3D Survey e diversos outros que você encontra em sua loja de aplicativos.

Levantamento Aerofotogramétrico ou coleta dos dados:

Caso a coleta de dados de campo não seja através de um voo livre, após elaborado o plano de voo e baseado nos parâmetros definidos nele, será feita a coleta dos dados ou o levantamento aerofotogramétrico. Esse processo consiste basicamente na execução do voo na área previamente definida e nas condições estabelecidas no plano de voo.

Alguns pontos importes a serem observados para essa etapa são:

– Verificar o manual do Drone caso seja seu primeiro voo com esse modelo;

– Verificar se as baterias e baterias reserva do Drone estão carregadas, assim como a bateria do equipamento utilizado para controle do Drone durante o voo (Tablet, celular ou controle remoto);

– Fazer um check list de todo o sistema incluindo baterias, carregador de baterias, sistema de armazenamento dos dados (cartões ou pendrive), todos os componentes do Drone, etc; para que nada seja esquecido;

– Analisar as condições climáticas no momento do voo e a previsão para todo o período da coleta de dados. Obs.: Recomenda-se verificar a previsão meteorológica ainda durante a elaboração do plano de voo, para não perder o dia de trabalho. Um bom aplicativo para verificação das condições meteorológicas é o UAV Forecast.

– É essencial que seja verificado se há algum aeroporto ou aeródromo num raio de 10 km do local a ser mapeado, caso contrário o voo não poderá ser realizado. Alguns aplicativos de controle do drone (Ex.: DJI GO) não habilitam o drone a sobrevoar num raio menor que o informado (10 km).

– Verificar se o ponto de decolagem e pouso se encontram desobstruídos, assim como, se há uma área para um possível pouso de emergência.  

– Caso o trabalho seja georreferenciado, é importante também criar os pontos de controle antes do voo. Lembrando que os pontos devem estar fixados e estáveis durante todo o trabalho para evitar que se desloquem do local original georreferenciado.

Processamento dos dados:

Uma vez com os dados coletados em campo, dá-se início ao processamento das imagens no software especifico (Ex: Pix4d Mapper e Agisoft MetaShape) e seu respectivo hardware indicado para esse fim. Esse processo consiste basicamente na restituição digital das fotos, onde se obtém a nuvem de pontos com precisão tridimensional centimétrica.

Com a nuvem de pontos triangulada da área registrada, é possível gerar o Modelo Digital de Elevação, Ortomosaico e Modelo Digital do Terreno para gerar as curvas de nível que representarão da superfície topográfica da área de interesse e medição de volume, dentre outras coisas.