Confira este comparativo entre a Topografia com
Drones versus a Topografia Tradicional em Levantamentos Planialtimétricos.
Por José Carlos Fortunato
As tecnologias para obtenção de dados topográficos
continuam em constante evolução, com o surgimento dos drones, dentre as
diversas opções de equipamentos e métodos de levantamento existentes, surgem os
dilemas: é viável realizar levantamentos com drone? E qual a diferença dos
dados obtidos pelo drone em relação aos outros equipamentos? Essas e outras
dúvidas surgem por parte de gestores e profissionais atuantes na área de
engenharia que participam ativamente da tomada de decisão nas empresas.
É fato que, apesar do surgimento de vários
aparelhos mais sofisticados, em diversos casos eles se não se substituem, na
verdade, é preciso analisar a real necessidade de cada projeto para então
escolher a melhor forma de obter os resultados esperados, seja por fatores relacionados
a economia, qualidade ou produtividade.
Existem situações em que as empresas contratam os
serviços topográficos, e também há empresas que adquirem os equipamentos e
montam equipes com toda a estrutura de materiais e softwares para realizar os trabalhos
topográficos. Em ambas as situações, é fundamental um estudo sobre a melhor
estratégia para alcançar eficiência na execução dos serviços especializados de
engenharia.
A seguir serão abordados breves conceitos sobre os
principais aparelhos utilizados em métodos tradicionais atualmente no mercado
(Estação Total e RTK), e também haverá uma discussão sobre as diferenças entre
a topografia tradicional e topografia com drones para os levantamentos
planialtimétricos.
Estação Total
Estação Total é um equipamento que possui
características eletrônicas e mecânicas que são capazes de coletar e armazenar
dados de medidas de ângulos e distâncias que são calculadas com o propósito de
gerar pontos com coordenadas (X, Y e Z) a partir de pontos topográficos ou
estações geodésicas conhecidas.
Com Estação Total, é possível produzir
levantamentos planialtimétricos com precisão milimétrica, executar
materializações em campo e outros diversos trabalhos de engenharia. Com a
evolução da tecnologia, surgiram também equipamentos com medição sem prisma,
que são capazes de coletar pontos onde os prismas não alcançam, as Estações
Totais Robóticas, que executam serviços sem a necessidade de manuseio por trás
do equipamento, e também os Lasers Scanners, que são a evolução das Estações
Totais, que coletam de milhares de pontos por segundo, podendo gerar uma nuvem
de pontos com muita precisão e com agilidade nos levantamentos.
Sistema GNSS RTK
Um Sistema GNSS RTK, conhecido também como GPS RTK,
é um conjunto de equipamentos eletrônicos capazes de coletar dados geoespaciais
transmitidos por satélites a fim de obter coordenadas precisas, tanto em modo
estático (pós-processado) como em modo RTK (Real Time Kinematic). São compostos
por 02 (dois) receptores GNSS (base + rover), rádio de comunicação, coletor de
dados, cabos de comunicação e acessórios de fixação.
O referido equipamento é necessário para execução
de levantamentos e locações de pontos através do processamento de sinais
recebidos por satélites. Os dados obtidos pelo sistema são utilizados para
elaboração de plantas de levantamentos planialtimétricos, materializações de
projetos em campo e outros diversos trabalhos úteis para engenharia.
Quanto à qualidade dos dados em levantamentos
planialtimétricos, o RTK possui precisão centimétrica, enquanto que com Estação
Total a precisão é milimétrica, porém, em relação à produtividade, o RTK se
destaca, pois é possível coletar mais pontos em curto espaço de tempo e não
necessita de mudanças de estação por falta de visibilidade como ocorre com a
Estação Total. E há também uma redução do custo de operação, pois necessita de
menos mão de obra para o seu manuseio, embora ambos necessitem de ocupação
física em cada ponto coletado.
Observemos que com o Sistema GNSS (em modo estático
e não RTK) gera precisão milimétrica, mas para isso, o aparelho precisa
permanecer horas rastreando informações de apenas um ponto, ou seja, não é um
método para levantamentos planialtimétricos, e sim para gerar estações de
partida que são usados em diversos trabalhos topográficos. Enquanto que,
através do rádio de comunicação (em modo RTK), os receptores podem fazer as
correções em tempo real, sem necessitar processar os dados no escritório,
reduzindo assim o tempo do trabalho no campo.
Drone para Mapeamento Aerofotogramétrico
Os drones são pequenas aeronaves não tripuladas
conhecidas também pela sigla VANT (veículo aéreo não tripulado). Trata-se de
uma aeronave controlada remotamente por controles remotos. Os drones, aplicados
à aerofotogrametria, possuem câmeras imbutidas com a finalidade de obter
imagens aéreas que, juntamente com outras variáveis, são capazes de gerar dados
topográficos com mais detalhes e rapidez comparados aos levantamentos
realizados de forma convencional como por exemplo, Estação Total ou GNSS RTK,
além da utilidade da própria imagem gerada. Em poucos minutos o drone realiza
um trabalho que demoraria dias com equipamentos topográficos convencionais.
As imagens obtidas pelo drone podem ser úteis, em
levantamentos executados periodicamente, para elaboração de registro para
análise temporal de obras e estruturas como Minerações, Supressões Vegetais,
Estradas, Ferrovias, etc. Com o Drone as medições são muito mais rápidas e
dinâmicas, pois são obtidas imagens georreferenciadas e ortorretificadas que
permitem o tratamento do MDS (Modelo Digital de Superfície) para obtenção de
MDT (Modelo Digital do Terreno). Dessa forma é possível entregar resultados
mais rápidos e com melhor qualidade, gerando dados com mais níveis de detalhes
com um maior ritmo de produtividade.
Diferenças entre os Equipamentos
O Drone, Sistema RTK e Estação Total são
equipamentos distintos que realizam serviços que geram resultados diferentes.
Vale ressaltar que o Drone atua em trabalhos aéreos, enquanto o Sistema RTK e a
Estação Total realizam trabalhos terrestres, e os produtos gerados pelos mesmos
podem servir para finalidades distintas ou até mesmo se unirem para realizar
projetos com mais níveis de detalhes.
Os resultados finais gerados pelo drone são imagens
e nuvem de pontos que é fundamental para projetos de infraestrutura que
necessitam de informação de grandes áreas. Já o Sistema RTK, pode ser utilizado
para implantar pontos de apoio precisos georreferenciados (em modo estático ou
RTK), que inclusive, podem ser utilizados como pontos de controle para o
processamento das imagens geradas pelo Drone, e também são fundamentais para
realizar levantamentos planialtimétricos.
Através das tecnologias aerofotogramétricas para
processamento de imagens, as fotografias aéreas obtidas pelo drone passam por
um tratamento em que é possível criar uma nuvem de pontos, que comparados aos
pontos gerados pelos equipamentos topográficos tradicionais, são bem mais
adensados, acarretando em um maior detalhamento do terreno, apesar de sua
precisão centimétrica e não milimétrica como a Estação Total.
Em comparação com os diversos tipos de atividades
topográficas, podemos citar que existem serviços em terrenos em que há prédios,
vegetações e outras interferências que atrapalham a propagação do sinal dos
satélites e do rádio, inviabilizando os trabalhos com RTK, e como se trata de
área pequena, provavelmente não seria viável a contratação de um serviço com
drone, ou caso possua-o, mobiliza-lo para um serviço pequeno, até porque o
processamento de dados do drone é mais trabalhoso do que os demais. Restando
nesse caso, um trabalho perfeito para ser executado com Estação Total.
Em outra situação, quando há necessidade de
levantamento planialtimétrico de uma fazenda com mais de 1 ha, por exemplo, com
Estação Total se torna mais trabalhoso, pois há uma demora maior com instalação
do equipamento, mudanças de estação, e a coleta de cada ponto é bem mais
demorada. E também em caso de transporte de coordenadas de pontos muito
distantes, o RTK leva vantagem em produtividade e em precisão relativa, pois
com a Estação Total, há um acúmulo de erros que são proporcionais à extensão
total do levantamento. Existem casos no mesmo serviço em que o caminhamento é
feito com Estação Total e são implantados pontos com RTK espaçados regularmente
para servirem de pontos de controle e correção de erros acumulados pela Estação
Total, ou seja, nessa situação, eles trabalham em conjunto.
É imprescindível lembrar que os fatores climáticos
interferem de forma crucial nos levantamentos com RTK, tanto para o método
estático quanto para o método em tempo real, pois quando o tempo está fechado,
com nuvens carregadas ou trovões, não é possível obter os dados de satélites
indispensáveis para a obtenção da localização espacial.
Se tratando dos Drones, além de serem muito mais
produtivos para levantamentos planialtimétricos de grandes áreas, regiões
inacessíveis e de grandes riscos, os pontos obtidos possuem muito mais
densidade do que os levantamentos com RTK ou Estação Total, aumentando
consideravelmente a precisão das medições para cálculo de volumes de materiais.
As imagens capturadas servem para trabalhos que necessitem de análise temporal,
estudos geológicos, trabalhos em agricultura, geoprocessamento, entre outros. E
também é possível, através das imagens, executar uma restituição
estereofotogramétrica, que consiste em um tratamento de imagens em que se pode
desenhar vetores definindo as construções, obras de arte naturais e todas as
características encontradas no terreno que podem ser representadas
geometricamente.
Em muitos modelos de drones, é preciso estabelecer
pontos materializados de precisão sobre o terreno a ser medido com o intuito de
servirem para o ajustamento das imagens adquiridas. Mas vale ressalvar que
existem modelos que já possuem um sistema RTK integrados, ou seja, não
necessita de pontos de controle materializados em campo para as correções das
imagens, porém é necessário lembrar que esses aparelhos são bem mais caros que
os demais.
É importante salientar que existe a possibilidade de um levantamento não ser atendido completamente pelos resultados do drone, sendo necessária a complementação da medição com os equipamentos tradicionais, pois podem surgir diversos fatores que geram limitações para os levantamentos aéreos.
É importante salientar que existe a possibilidade de um levantamento não ser atendido completamente pelos resultados do drone, sendo necessária a complementação da medição com os equipamentos tradicionais, pois podem surgir diversos fatores que geram limitações para os levantamentos aéreos.
Conclusão
Como pudemos perceber através dos exemplos, há
diversos empecilhos relacionados a questões físicas, condições climáticas, área
de abrangência, nível de detalhe, qualidade, produtividade, e outros que podem
pesar na decisão do melhor recurso tecnológico para os levantamentos
planialtimétricos, cabendo ao profissional responsável, conhecer cada um dos fatores
importantes e analisar a melhor alternativa para realizar as medições.
Vimos que, quando se trata de levantamentos em
grandes áreas, o drone proporciona vantagens muito grandes com produtividade e
numerosa quantidade de pontos. Também em necessidades de cálculo de volume de
pilhas de minério, barragens, cavas, e outros serviços relacionados a
terraplenagem, é possível conseguir resultados mais fiéis à situação real do
terreno devido ao detalhamento obtido pela nuvem de pontos.
Em suma, o drone se torna interessante para
resolver problemas de precisão em cálculos de volumes, produtividade e níveis
de detalhes nos levantamentos planialtimétricos. Em contrapartida, isto pode
impactar nos custos do projeto, visto que é bem provável que o drone não
substitua os equipamentos convencionais em determinadas etapas de uma obra, ou
seja, ambos possuem utilidades que não se trocam, e em muitos casos, os dados
se complementam para gerar o produto final desejado.
DroneShow Online 2018
Para quem não conseguiu participar presencialmente
em alguma atividade do evento, foi realizado esta semana, de 19 a 21 de junho,
o DroneShow Online. Atendendo a pedidos, esta
foi uma oportunidade para quem não conseguiu acompanhar presencialmente alguns
dos principais conteúdos do evento DroneShow 2018, que aconteceu em maio
passado na capital paulista. Assista o primeiro vídeo oficial com um resumo do
evento:
O primeiro dia do DroneShow Online contou com um
seminário no qual o diretor da MundoGEO, Emerson Granemann, fez um resumo com
os destaques da feira e da abertura do evento. Na parte da tarde, foi a vez de
Francisco Nogara Neto, da Agropixel e Skydrones, apresentar um mini-curso sobre
processamento de imagens obtidas com drones. Já o segundo dia do evento teve a
agricultura como destaque. Na parte da manhã, novamente Francisco Nogara Neto
apresentou um mini-curso, só que dessa vez para uma introdução aos drones no
setor agrícola. Por sua vez, na parte da tarde foi a vez de Giovani Amianti, da
XMobots, apresentar um treinamento online avançado sobre agricultura com
drones, apresentando cases de diferentes culturas.
Por sua vez, o terceiro e último dia do DroneShow
Online 2018 teve como destaque o mapeamento usando drones. Na parte da manhã o
foco foi a Topografia, quando Danilo Rodrigues – Diretor da GeoSurv – mostrou
como drones podem agilizar e diminuir custos de aquisição de dados do terreno,
bem como disponibilizar informações e parâmetros das feições contidas na
superfície terrestre de modo a facilitar o desenvolvimento de projetos de
engenharia. E fechando o DroneShow Online 2018, na parte da tarde foi a vez de
Pedro Gomes – Geógrafo da Horus Aeronaves -, que abordou o mapeamento com
drones, demonstrando como os drones oferecem vantagens, como baixo custo
operacional, facilidade de uso em grandes terrenos, além de uma maior segurança
durante a operação.
Todos os inscritos no DroneShow Online poderão
rever posteriormente o replay, terão acesso aos arquivos das apresentações – em
formato pdf – e integrarão um grupo fechado de networking. Atendendo a pedidos,
foi prorrogada por mais algumas horas a inscrição para acesso a estes
conteúdos:
Fonte: DroneShow